Dissertação
Estudo de técnicas de controle coordenado de tensão aplicadas a microgrids em regime permanente
Autor
Silva, Carine Morais Barros
Institución
Resumen
For the social and economic development of a country, having an Electric Power System
that operates safely and reliably is essential. Such operational conditions, requiring the
development at an ever lower cost, have led to the studies needed on the electric energy
area and the subsequent improvement of the sector, which have become a support for
the organization of the present society. Consequently, with increasing demands, studies
were necessary for anticipating the actions which would enable the system to supply
the consumers and adapt to new technologies. In this development context, the term
“microgrid” emerges as a resource capable of integrating multiple generation units, including
loads and power storage systems, capable of operating connected to the main grid or
operating in an autonomous way, maintaining the required safety and reliability standards
in electrical systems. From this context, the main objective of this research work will be
to present the joint modeling of the Coordinated Voltage Control and of inverters with
control system in droop through the insertion of new equations to the power flow problem
solved by the Full Newton Method. In addition, through this modeling, it will be possible
to calculate the behavior of the reference voltage value V0 of the controllers. For validation
of the proposed methodology, results are obtained in two microgrids, the 38 bus system,
and the U.K. GDS EHV1 network. These results are compared to those obtained by the
ANAREDE program, which is widely used in the steady-state analysis of power systems
in the Brazilian electricity sector. Steady-state control schemes are proposed, and gains
are obtained in terms of reduction of electrical losses, increasing the loading margin and
decrease of the variability of the voltage profile. Para que ocorra o desenvolvimento social e econômico de um país é imprescindível a
existência de um Sistema Elétrico de Potência que opere de forma segura e confiável. Tais
condições de operação, associadas à necessidade de desenvolvimento a um custo cada
vez menor, fizeram com que os estudos na área eletroenergética e posterior melhoria do
setor fossem suporte para a organização da sociedade atual. Consequentemente, com
o crescimento da demanda, foram necessários estudos para a antecipação de ações que
permitissem que o sistema suprisse os consumidores e se adaptasse às novas tecnologias.
Nesse contexto de desenvolvimento, o termo “microgrid” surge como um recurso capaz de
integrar múltiplas unidades de geração, incluindo cargas e sistemas de armazenamento de
energia, capazes de operar conectados à rede principal ou de forma autônoma, mantendo
os padrões de segurança e confiabilidade exigidos em sistemas elétricos. A partir deste
contexto, o principal objetivo desse trabalho de pesquisa será apresentar a modelagem
conjunta do Controle Coordenado de Tensão e de inversores com sistema de controle em
droop através da inserção de novas equações ao problema de fluxo de potência resolvido
pelo Método Full Newton. Adicionalmente, através dessa modelagem será possível calcular
o comportamento do valor da tensão de referência V0 dos controladores. Para validação
da metodologia proposta são obtidos resultados em duas microgrids, o sistema 38 barras e
a rede U.K. GDS EHV1 e comparados aos obtidos pelo programa ANAREDE, ferramenta
amplamente utilizada na análise de sistemas elétricos de potência em regime permanente
no setor elétrico. Esquemas de controle em regime permanente são propostos e ganhos são
obtidos em termos de redução de perdas, aumento da margem de carregamento da rede e
diminuição da variabilidade do perfil de tensão.
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