Análise do impacto da geração fotovoltaica na qualidade da energia elétrica na rede de distribuição da Celesc

Abstract

A introdução de sistemas de geração distribuída nas redes elétricas com o emprego de geradores fotovoltaicos tem crescido substancialmente nos últimos anos no Brasil, em função da regulamentação introduzida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Com o aumento da inserção das fontes de geração distribuída solar fotovoltaica (GD-FV) nas redes elétricas de distribuição, torna-se necessária a avaliação das consequências trazidas pelo aumento da penetração nas conexões de GD-FV. Desta forma, possibilita-se antecipar e evitar eventuais distúrbios e degradação da qualidade da energia elétrica entregue às unidades consumidoras. Neste contexto, este trabalho apresenta uma avaliação sobre os impactos causados na rede elétrica de distribuição da Celesc decorridos em função da penetração de geração distribuída fotovoltaica. São analisados quatro alimentadores com diferentes tipologias e perfis de carga da rede de distribuição da Celesc, nos quais, para cada cenário de simulação, incluíram-se unidades de GD-FV de maneira aleatória, utilizando o programa de simulação computacional OpenDSS. Os estudos consideram simulações temporais em regime permanente com a variação da geração fotovoltaica de modo a avaliar a influência da circulação das correntes harmônicas no sistema elétrico, através da definição de espectros harmônicos característicos para diferentes classes de cargas típicas. Os resultados mostram com o aumento das conexões de GD-FV uma redução da demanda na saída do alimentador, elevação do perfil de tensão em regime permanente, variação das perdas técnicas, aumento na influência das harmônicas nas perdas técnicas e distorções harmônicas de corrente, sendo fatores relevantes a serem analisados. Estes fatores têm influência tanto na saída dos alimentadores em média tensão quanto na baixa tensão dos transformadores de distribuição.The employment of distributed generation systems in electrical networks with the use of photovoltaic generators has grown substantially in recent years in Brazil, due to the regulation introduced by the Brazilian Electrical Energy Agency. This work presents a study about the increased insertion of distributed photovoltaic solar generation sources in the electrical distribution networks, in order to antecipate and avoid possible disturbances and degradation of the power quality delivered to the final consumers. In this context, this dissertation presents an assessment of the impacts caused on the Celesc Distribuição low voltage electrical network due to the penetration of distributed photovoltaic generation. Four feeders with different load profiles from the Celesc Distribuição network are analyzed and for each simulation scenario generation units are randomly inserted using the OpenDSS computer simulation program. The study consider time simulations in steady state with the variation of the photovoltaic generation in order to evaluate the influence of the circulation of harmonic currents in the electrical system through the definition of characteristic harmonic spectra for different classes of typical loads. With the increase photovoltaic generation connections, the results show a reduction in demand at the feeder output, an increase in the steady-state voltage profile, variation in technical losses, an increase in the influence of harmonics on technical losses and current harmonic distortions, being relevant factors to be analyzed both in the output of the medium voltage feeders and in the low voltage of the distribution transformers.