Resumo: Recentemente ocorreu uma aumento considerável de consumidores com geração distribuída fotovoltaica. Essa nova tecnologia impõe novos desafios para o sistema de distribuição atual, uma vez que é necessário prever o fluxo bidirecional de potência em alguns momentos do dia, e consequentemente, pode resultar em elevação de tensão em algumas barras do sistema. O que a longo prazo pode ocasionar danos financeiros aos consumidores e a concessionária de energia. O controle de tensão e potência reativa (também conhecido como controle Volt-Var), tem por objetivo manter níveis aceitáveis de tensão ao longo das redes de distribuição e minimizar perdas ativas totais. Normalmente, utiliza se o controle de equipamentos tradicionais da rede de distribuição, como reguladores de tensão de linha, bancos de capacitores e transformadores com comutação automática de tap sob carga (tipicamente instalados na subestação). Porém, com o advento do inversor inteligente e sua crescente utilização nos geradores solares fotovoltaicos, há a possibilidade da utilização desse equipamento para realizar o controle de tensão e potência reativa. Além disso, há a dificuldade de se coordenar todos esses equipamentos nas redes de distribuição atuais, de forma que a atuação de um equipamento não afete os demais. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma estratégia de controle Volt-Var centralizada, que atua em intervalos pré-definidos de 15 minutos, nos equipamentos disponíveis na rede (sejam eles equipamentos tradicionais da rede de distribuição ou inversores inteligentes). Esse controle visa garantir que a rede de distribuição opere no ponto ótimo, ou seja, com mínimas perdas e com um perfil de tensão adequado em todas as barras durante todo o período do dia. A metodologia proposta foi testada em quatro redes distintas e com diferentes níveis de penetração fotovoltaica, de forma a comprovar a eficácia do método. Os resultados demonstraram uma melhora significativa no perfil de tensão e uma redução das perdas totais, quando comparado com o caso sem nenhum tipo de controle. Além disso, os resultados demonstraram que um leve sobredimensionamento dos inversores (15%), gera perdas ainda menores (principalmente quando associados a redes de grande porte e com uma alta penetração fotovoltaica) Ver menos

Abstract: Recently there has been a considerable increase in consumers with photovoltaic distributed generation. This new technology poses new challenges for the current distribution system since it is necessary to predict the bidirectional power flow at certain times of the day. Consequently, it may result in a voltage rise in some system buses. What in the long term can cause financial damage to consumers and the energy utility. Voltage and reactive power control (also known as Volt-Var control) aim to maintain acceptable voltage levels along distribution networks and minimize total active losses. Typically, control of traditional distribution network equipment is used, such as line voltage regulators, capacitor banks, and transformers with automatic tap switching under load (typically installed in the substation). However, with the advent of the intelligent inverter and its increasing use in photovoltaic solar generators, we can use this equipment to control voltage and reactive power. In addition, there is challenging to coordinate all this equipment in the current distribution networks so that the performance of one equipment is independent of the others. In this context, the present work proposes a centralized Volt-Var control strategy, which operates in pre-defined intervals of 15 minutes in the equipment available in the network (be they traditional equipment from the distribution network or intelligent inverters). This control aims to ensure that the distribution network operates at the optimal point, with minimal losses and a suitable voltage profile in all buses during the day. The proposed methodology was tested in four different networks with varying levels of photovoltaic penetration to prove the method’s effectiveness. The results showed a significant improvement in the voltage profile and reduced total losses compared to the case without any control. In addition, the results showed that a slight oversizing of the inverters (15%) generates even more minor losses (significantly when associated with large networks and with a high photovoltaic penetration) Ver menos