Estabilidade de Sistemas Elétricos de Potência com a presença de Redes de Distribuição Ativas.

Abstract

Devido ao impacto causado ao meio ambiente e ao esgotamento inevitável dos combustíveis fósseis, cada vez mais as fontes alternativas de energia têm sido consideradas atraentes para enfrentar os desafios energéticos no curto e longo prazos. Em grande escala, essas fontes podem ser diretamente ligadas ao sistema de transmissão. Por outro lado, a integração destas fontes na rede de distribuição deu origem às chamadas redes de distribuição ativas. Em cenários de grande penetração de geração distribuída, as redes de distribuição ativas podem gerar, durante certos períodos do dia, montantes de potência superiores à quantidade necessária para suprir suas cargas e, portanto, a energia excedente pode ser exportada para o sistema de transmissão. Isto resulta em uma série de implicações na área de planejamento, operação e expansão dos sistemas elétricos de potência. Neste sentido, esta tese tem como objetivo o desenvolvimento de metodologias que permitam analisar o impacto das redes de distribuição ativas na estabilidade dos sistemas de transmissão, tanto nas fases de planejamento e operação dos sistemas elétricos, bem como numa possível expansão do mesmo. Tais impactos são avaliados por meio de uma plataforma de simulação, desenvolvida em Matlab®, cujas principais aplicações abrangem estudos de fluxo de potência monofásico e trifásico, avaliação estática da estabilidade tensão, simulações dinâmica e quase-dinâmica, estudos relacionados ao efeito oposto no controle de tensão, bem como na unificação dos modelos para avaliação da interação entre as redes de distribuição ativas e os sistemas de transmissão. A partir da plataforma desenvolvida e das metodologias propostas, apresentam-se estudos relacionados ao impacto da presença de redes de distribuição ativas no sistema de transmissão, em regime permanente e dinâmico. Na sequência, propõe-se uma estratégia de redespacho de potência reativa e um novo índice que permite identificar regiões de operação das possíveis ações de controle. Finalmente, uma metodologia combinada para análise da estabilidade de longo prazo dos sistemas de transmissão quando da presença de redes de distribuição ativas é proposta e vários testes são então realizados para validar as metodologias e estratégias apresentadas diante de alguns cenários aos quais o sistema elétrico é submetido.