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Type: Dissertação
Title: Máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída em sistemas multifásicos: uma abordagem considerando um modelo de otimização usando o método de injeção de correntes trifásico
Author: Vale, Glauber Daniel Souza do
First Advisor: Melo, Igor Delgado de
Co-Advisor: Passos Filho, João Alberto
Referee Member: Coelho, Francisco Carlos Rodrigues
Referee Member: Dias, Bruno Henriques
Resumo: Este trabalho apresenta duas novas metodologias determinísticas para encontrar a máxima capacidade de hospedagem (MCH) de geração distribuída (GD) em sistemas de distribuição. Na abordagem proposta, um problema de otimização é formulado a fim de se calcular o máximo montante de potência a ser acomodado em uma rede elétrica de média tensão sem violar limites operacionais. Para a formulação proposta, as equações do método de injeção de correntes são consideradas como restrições de igualdade para se computar o fluxo de potência ótimo (FPO) proposto. Como restrições de desigualdade, consideram-se os limites máximos e mínimos de magnitudes de tensão, de potências geradas em cada barra e da possibilidade de ocorrência de reversão do fluxo na subestação principal da concessionária. Ainda como contribuição desta pesquisa, propõe-se uma nova metodologia para se determinar a MCH em sistemas multifásicos desequilibrados em que, através de modificações no FPO, almeja-se determinar a máxima quantidade de potência a ser hospedada em redes trifásicas, multiaterradas, a quatro fios. Para isso, restrições de desigualdade incorporam limites associados às magnitudes de tensão em cada fase, fator de desequilíbrio e tensão de neutro. Equações do método de injeção de correntes trifásico a quatro fios são tratadas como restrições de igualdade. O problema de otimização é resolvido via método de pontos interiores. Adicionalmente, a fim de considerar incertezas nos métodos propostos, as cargas do sistema são modeladas através da função de densidade de probabilidade Gaussiana, considerando uma dispersão estatística em relação a seus valores nominais com o objetivo de se avaliar impacto de incertezas nos valores de carga nos valores de MCH. Simulações computacionais são conduzidas utilizando dois sistemas: o equivalente monofásico da rede de distribuição da Universidade Federal de Juiz de Fora, composto de 23 barras e o sistema trifásico desequilibrado de 33 barras do IEEE. Diversas análises são efetuadas considerando as unidades de geração distribuída alocadas de maneira dispersa nas redes a serem avaliadas. Ainda, a fim de validar as metodologias propostas, os resultados são comparados à trabalhos correlatos da literatura, mostrando versatilidade e aplicabilidade das metodologias propostas nesta dissertação.
Abstract: This work presents a novel deterministic methodology to determine the maximum distributed generation capacity in power distribution systems. In the proposed approach, an optimization problem is formulated to calculate the maximum amount of power to be accommodated in a power system without violating operational limits. For the proposed formulation, the current injection method equations are considered as equality constraints to compute the optimal power flow solution. Maximum and minimum limits for the voltage magnitudes are considered as inequality constraints, as well as the powers at each busbar and the reverse power flow at the utility substation. Also as a contribution of this research, a new methodology is proposed to determine the MCH in unbalanced multiphase systems in which, through modifications in the optimal power flow, the aim is to determine the maximum amount of power to be hosted in three-phase four-conductor system. For this, inequality constraints incorporate limits associated with the voltage magnitudes on each phase, voltage unbalance factor and neutral voltage. Equations of the three-phase four-conductor current injection method are treated as equality constraints. The optimization problem is solved via interior-point method. Additionally, in order to account for uncertainties in the proposed methods, the system loads are modeled using Gaussian probability density functions considering a statistical dispersion with respect to their nominal values in order to evaluate the impact of uncertainties on the load values in the MCH values. Computational simulations are conducted using two systems: the single-phase equivalent distribution system of the Federal University of Juiz de Fora, composed of 23 buses, and the unbalanced three-phase IEEE system of 33 buses. Several analyses are carried out, considering the generation units allocated dispersedly in the grid to be evaluated. Still, in order to validate the proposed methodologies, the results are compared to related works in the literature, proving the versatility and applicability of the methodologies proposed in this dissertation.
Keywords: Capacidade de hospedagem
Redes de distribuição
Fluxo de potência ótimo multifásico
Geração distribuída
Tensão de neutro
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00152
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14218
Issue Date: 23-Jun-2022
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)
PROQUALI - Dissertações



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