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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8353| Tipo: | Dissertação |
| Título: | ANALYSIS OF THE VOLTAGE-REACTIVE POWER CONTROL MODE IMPACT ON PHOTOVOLTAIC SYSTEMS ENERGY GENERATION CURTAILMENT |
| Autor(es): | WISAM ALI MOHAMAD ISSA |
| Primeiro orientador: | Luigi Galotto Junior |
| Resumo: | Este trabalho possui como tema principal o estudo da redução do aproveitamento de sistemas fotovoltaicos interligados à rede na produção de energia elétrica devido ao emprego do algoritmo de controle tensão-potência reativa, popularmente denominado volt-var, quando a potência reativa resultante da aplicação dele é priorizada em contrapartida à potência ativa feita disponível para conversão pelos painéis fotovoltaicos. Mais especificamente, almejou-se como objetivo principal o estudo da sensibilidade da limitação de conversão de energia elétrica perante parâmetros das linhas dos sistemas, as diferenças sazonais entre a demanda de cargas e a disponibilidade de irradiação solar, a influência de dispositivos de regulação de tensão da operadora do sistema (bancos de capacitores e reguladores de tensão em transformadores), assim como a intensificação da participação de sistemas fotovoltaicos na rede. Para alcançar esses objetivos, foram executadas diversas simulações em três alimentadores disponibilizados na literatura. Após a exibição dos resultados, foi possível constatar, dentre outras conclusões, que quando a penetração de geradores solares distribuídos é baixa, os esforços realizados por seus inversores para a mitigação de desvios de tensão da rede possuem relação mais forte com condições intrínsecas à rede do que com a própria geração deles, embora o contrário tenha sido verificado quando o nível de penetração é alto. A sazonalidade das curvas de demanda das cargas e de irradiação solar permitiram observar diferenças importantes nas estações em que os piores casos de redução de geração ocorreram, que também dependem do nível de penetração dos sistemas fotovoltaicos na rede. Verificou-se também que até mesmo em sistemas elétricos considerados fortes é possível que ocorra uam redução alta na produção de energia elétrica caso o carregamento neles seja alto e o nível de penetração de seus sistemas fotovoltaicos seja baixo. Por sua vez, nível de penetração em sí é um fator importante, especialmente para redes fracas cujas porcentagens de redução na geração de energia dependem mais intensamente dessa variável. Por fim, embora reguladores de tensão tenham demonstrado impacto predominantemente positivo na redução do esforço necessário pelas unidades de geração distribuída para a regulação de tensão, e, consequentemente, tenham contribuído para mitigar a redução de produção de energia delas, foi possível identificar situações em que, devido ao fato desses dispositivos afetarem a regulação de tensão de partes do sistema de distribuição apenas, a redução do esforço despendido pelas unidades geradoras localizadas nessas regiões contribuiu de forma significativa para o aumento do esforço por outras localizadas fora delas. |
| Abstract: | This work has as its main theme the study of the reduction of grid-connected photovoltaic systems energy production employing voltage-reactive power control due to the prioritization of the reactive power output requested by the algorithm. More specifically, the intended main objective was to study the sensitivity of this curtailment phenomenon relative to the power system line parameters (resistances and inductances), the sazonal variances of the loads demand curves and solar irradiance timeseries, the influence of the electric power system (EPS) voltage regulation devices such as capacitor banks and transformers with tap changers, as well as the intensification of the participation of photovoltaic systems within the EPS. In order to attain the proposed objective, several simulations were executed in three different feeders available in the literature. Based on the results, it was possible to constate, among other conclusions, that when the penetration level of solar distributed generators is low, the efforts of their inverters are more strongly related to the mitigation of voltage regulation issues resulting from the grid own conditions, rather than their own generation. The sazonal characteristic of the loads demand curves, as well as the solar irradiation allowed to observe important differences in the season of the year in which the worst curtailment occured, which also depend on the penetration level of the photovoltaic systems within the grid. It was also verified that even strong grids can present high relative curtailments if they are heavily loaded and the penetration level of the photovoltaic systems within them is low. The influence of the penetration level itself is an important factor, specially if the feeder is weak, a case for which it was verified that the overall curtailment depends more strongly on this variable. Finally, although tap changers demonstrated to predominantly impact positively the required effort from the distributed generation units for voltage support, since they only affect a part of the system, other units located outside of this region may have to sacrifice more their own generation in order to comply with the volt-var, due to the lack of contribution from the inverters located on the mentioned affected section. |
| Palavras-chave: | Sistemas Fotovoltaicos Controle de Tensão Potência Reativa Redução de Energia |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8353 |
| Data do documento: | 2023 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
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