Impacto da instalação massiva de sistemas FV distribuídos no desempenho da rede elétrica

Abstract

A geração fotovoltaica surgiu no ambiente mundial como uma alternativa para compor a geração elétrica, através dos conceitos de uma energia limpa e renovável. Diante do cenário atual, com avanços tecnológicos e medidas regulamentares usadas pelas concessionárias e órgãos de energia, alavancou a busca e a instalação de sistemas de geração elétrica FV. O objetivo deste trabalho é avaliar os impactos causados pela alta penetração de sistemas fotovoltaicos distribuídos e concentrados à rede elétrica de distribuição de baixa tensão. Neste trabalho foi utilizado um alimentador de distribuição real com parâmetros técnicos que seguiram os padrões normativos, embasados em manobras e ajustes nas características técnicas elétricas realizadas pelas concessionárias, na prática, para gerir o sistema elétrico. A partir destes conceitos foi parametrizado o ambiente de programação no software OpenDSS, considerando, durante as análises, as variações temporais para a demanda de carga e da geração FV, proporcionando realizar as simulações e obter resultados mais realistas possíveis. Os estudos foram realizados no software e se direcionaram em verificar o comportamento do fluxo de potência ativa, variações de tensões e as perdas técnicas totais nas linhas e nos barramentos finais de linha, bem como, nos trechos intermediários e na saída do transformador. Com relação ao nível de tensão, foram observadas elevações nos níveis de tensão quando houve a conexão massiva de sistemas FV monofásicos e trifásicos simultâneos aos barramentos alocados nos finais de linha do alimentador. Estas elevações ocorreram nos pontos de conexão dos sistemas FV violando os padrões normativos de tensão, além de proporcionar o desequilíbrio de tensão entre as fases, que se propagou para as linhas e barramentos adjacentes. Com relação ao fluxo de potência ativa no sistema distribuidor, se evidenciou os maiores e mais severos fluxos de potência reversos quando houve a conexão massiva de sistemas FV monofásicos individualmente e a conexão de um sistema FV trifásico de 65 kW pontual, respectivamente. Para estes casos, o alimentador estava submetido a uma curva de demanda com baixo carregamento diurno e com injeção de 100% da potência nominal do transformador pelos sistemas FV conectados. Com relação às perdas técnicas totais, as mais expressivas e significativas ocorreram com a inserção massiva de sistemas FV monofásicos individualmente, monofásicos e trifásicos simultâneos e para um sistema FV trifásico de 65 kW pontual. De maneira geral, os resultados observados representaram os impactos negativos decorrentes da alta penetração de sistemas FV na rede elétrica de distribuição de baixa tensão, através dos problemas evidenciados no fluxo de potência ativa nas linhas de distribuição, nos padrões normativos de tensão nos barramentos e nas linhas, bem como elevação das perdas técnicas totais.