Dissertação
Aplicações de estimação de impedância por método ativo em redes de distribuição
Autor
Oliveira, Mateus Mostaro de
Institución
Resumen
Currently, the use of nonlinear loads and power electronics-based equipment in
residential, commercial and industrial installations is contributing to the signi cant increase
in harmonic distortion in electrical signals. The continuous increase in the levels
of harmonic distortion in distribution grids has caused concern in both utilities and system
customers, as the presence of harmonic sources may result in reduced e ciency of
generation, transmission and utilization of electricity. Given this scenario, the present
work presents an invasive quantitative method using the harmonic impedance of the
network to determine the responsibility for the emission of harmonic distortion at a given
point of the electrical system. Another important point in distribution networks is
distributed generation, which is considered an alternative to solve energy and environmental
problems. A grid with multiple connected distributed generators can improve
energy e ciency and mitigate impacts on the grid. A problem that arises is when the
main power supply is disconnected from the system, then an islanding is said to have
occurred. Islanding in electrical systems containing distributed generation occurs when
part of the utility grid becomes electrically isolated from the utility and the isolated
subsystem continues to be powered by distributed generators. It is important to detect
this condition, which can, for example, lead to problems such as power quality changes
and out-of-sync automatic reclosing, causing irreversible damage to utility equipment.
Thus another purpose of this work is to identify the islanding by the variation of the
system impedance, for this an active method was developed that injects small signals
in the distributed generator output to estimate the system impedance. To test the
proposed methods di erent platforms were used, in these several cases were performed
that showed the accuracy of the results found. Atualmente, o uso de cargas não lineares e equipamentos baseados em eletrônica de
potência nas instalações residenciais, comerciais e industriais estão contribuindo para
o aumento significativo de distorções harmônicas nos sinais elétricos. O aumento contínuo dos níveis de distorção harmônica nas redes elétricas de distribuição tem causado
preocupações o tanto nas concessionárias, quanto nos clientes do sistema, pois a presença dessas fontes de harmonicas pode resultar na reducao da experiência da geração,
transmissão e utilização da energia elétrica. Diante deste cenário, o presente trabalho
apresenta um método quantitativo invasivo utilizando a impedância harmônica da rede
para determinar a responsabilidade pela emissão da distorção harmônica, em um determinado
ponto do sistema elétrico. Outro ponto importante em redes de distribuição
de a geração distribuída, que é considerada uma alternativa para resolver os problemas
de energia e meio ambiente. Uma rede com vários geradores distribuídos conectados
pode melhorar a eficiência energética e reduzir os impactos negativos na rede elétrica.
Um problema que surge é quando o fornecimento de energia principal é desconectado
do sistema, diz-se então que ocorreu um ilhamento. O ilhamento em sistemas elétricos
contendo geração distribuída ocorre quando parte da rede elétrica torna-se eletricamente
isolada da concessionária e o subsistema isolado continua a ser energizado por
geradores distribuídos. E importante detectar essa condições, que pode, por exemplo,
levar a problemas como altera c~ao da qualidade de energia elérica e religamento automatico fora de sincronismo, causando danos irreversíveis aos equipamentos da rede
elétrica. Assim uma outra nalidade deste trabalho é identficar o ilhamento pela variação da impedância do sistema, para isso desenvolveu-se um método ativo que injeta
pequenos sinais na saída do gerador distribuído para estimar a impedância do sistema.
Para testar os métodos propostos foram utilizadas diferentes plataformas, nestas foram
realizados diversos casos que mostraram a acurácia dos resultados encontrados.