Esta dissertação apresenta um modelo aproximado de rede desenvolvido para análise de sistemas de distribuição em regime permanente. O modelo é detalhado do ponto de vista matemático e teórico considerando a representação dos elementos em derivação da rede (cargas e geradores) e dos limites operacionais empregando aproximações lineares. A modelagem linear permite determinar de forma simples os valores das tensões e correntes do sistema, podendo ser empregada em problemas de otimização relacionados ao planejamento e expansão de sistemas de distribuição. A representação da carga considera a influência da variação da tensão, fator determinante nas redes de distribuição. Também é considerada a inclusão de geração distribuída (GD) sendo implementada para diferentes modos de operação, permitindo ainda a minimização das perdas para a barra onde a GD está alocada. Para validar a abordagem proposta, os resultados do modelo apresentado foram comparados em termos de tensões, correntes e perdas com resultados obtidos com o modelo convencional de fluxo de carga, solucionado pelo algoritmo de varredura. Os testes foram realizados em dois sistemas de distribuição conhecidos, um de 70 barras e um de 135 barras. Para o sistema de 70 barras foi avaliado o uso de diferentes modos de operação da GD. Finalmente, para o sistema de 135 barras foram comparados os resultados do modelo proposto com o fluxo de carga convencional caracterizando a GD como uma barra de tensão controlada (PV) para diversos valores de injeção ativa na barra selecionada. As conclusões confirmam a validade e as vantagens que o modelo desenvolvido neste trabalho proporciona. / This work presents an approximate model developed to the analysis of electrical distribution systems at steady state. Both mathematical and theoretical details are given considering the representation of the shunt elements (loads and generators) and the operating limits of the network, using linear approximations. The linear modeling adopted resulted in a simple way to determine the values of the voltages and currents of the system; further the model can be applied to optimization problems related to optimal operation and expansion planning of distribution systems. The load representation considers the influence of voltage variations, which play an important role in the distribution networks. This work also considers the inclusion of distributed generation (DG), which is assessed under several modes of operation, including one mode which allows to minimize the losses at the node where the DG is located. To validate the proposed approach, the results for two example networks, given in terms of voltages, currents and losses, were compared with corresponding results obtained with conventional load flow model, solved by the backward-forward sweep method. The examples networks used to test and validate the model are known distribution systems, one having 70 and the other 135 nodes. Regarding the system with 70 nodes, the inclusion of DG was studied for several operational modes. Finally, the system of 135 nodes were used to compare the results of the proposed model with the results of the conventional load flow; in this case, the GD was characterized as a controlled-voltage bar (PV) for various levels of active power injection into the bar where the GD is located. The conclusions show the validity and advantages of the proposed model.

O objetivo principal deste trabalho é avaliar a efetividade da previsão de geração de energia elétrica realizada por meio de simulação de um sistema fotovoltaico integrado por módulos de diferentes características, dispostos em série e conectados à rede de distribuição, sem inversor. Para isto foi utilizado o programa Crearray, desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, que permite determinar o ponto de polarização do arranjo e comparar com dados medidos experimentalmente. Foi montado um arranjo fotovoltaico integrado com módulos de diferentes características conectados à rede de distribuição por meio de um inversor. A curva característica de cada um dos módulos foi determinada por ensaio em um simulador. Os dados da curva permitiram determinar os parâmetros dos modelos utilizados no programa Crearray. Para avaliar o funcionamento do programa os dados de tensão em corrente contínua foram inseridos no software e as respectivas correntes foram calculadas. Os valores de corrente calculados e os valores medidos mostraram a eficiência do programa em calcular a curva característica para diferentes condições de irradiância e de temperatura. Utilizando o mesmo programa encontrou-se o ponto de polarização do arranjo ao longo do tempo para o ponto de máxima potência e, desta forma, também a corrente e a potência máxima do lado de corrente contínua do sistema. Na comparação desta potência máxima teórica com a potência efetivamente medida no lado de corrente contínua do sistema, pôde-se constatar que nem sempre o inversor consegue determinar a tensão exata para estabelecer a potência máxima. Na comparação dos dados medidos e simulados observa-se concordância. Da comparação dos valores em horários sem interferência de sombras, foi obtida uma medição da eficiência do seguidor de máxima potência do inversor, em modo dinâmico. Observando os dados adquiridos também foi estimada a eficiência dinâmica de conversão do inversor para um dia. / The main objective of this dissertation is to confirm the forecast of electricity production through the simulation of a photovoltaic system. Such system is composed by modules with different characteristics, arranged in series and connected to the distribution network. The simulation was performed with the help of Crearray, a computer program developed at the Solar Energy Laboratory of UFRGS, which determines the bias point of the array and compares it with experimentally measured data. A photovoltaic array, constituted by modules with different characteristics, was assembled and connected to the distribution network through an inverter. The characteristic curve of each module was previously determined in a solar simulator test. The curve data was used to evaluate the parameters of the curve models used by Crearray software. To verify the correct operation of the program, the DC voltage data was entered to the software and the related current was calculated. The comparison between calculated and measured current values showed the Crearray ability to calculate the characteristic curve for different conditions of irradiance and temperature. Furthermore, the program was used to calculate the maximum power point of the array along the time and thus the delivered DC power. Comparing this theoretical maximum power with the power actually measured at the DC side of the system, it was verified that the inverter sometimes was not able to determine the correct bias voltage to extract the maximum power. Comparison of measured and simulated data showed an excellent concordance, except for certain times when there was shading on the reference cell. Comparing the values over periods without the interference of shadows, it was possible to estimate the MPPT efficiency of the inverter under dynamic mode. Analyzing the acquired data was also possible to estimate the inverter dynamic conversion efficiency for a day.

A inserção de fontes de geração distribuída (GD) traz a possibilidade de diversificação da matriz energética e a redução de perdas elétricas no transporte de EE – porque as fontes localizam-se próximas aos clientes finais. Entre elas destacam-se as fontes fotovoltaicas, eólicas, pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e termelétricas à biomassa. As duas primeiras, apresentam a peculiaridade de normalmente serem conectadas à rede através de inversores de frequência. As outras duas costumam ser conectadas diretamente ao sistema. Todavia, a GD também propicia consequências ao SEP, muitas vezes indesejadas, como variações nos parâmetros da qualidade da energia elétrica (QEE). O compromisso que se deve manter com a QEE entregue aos consumidores é de vital importância para as empresas transmissoras e distribuidoras de energia elétrica, bem como para os utilitários dessa EE. Além disso, para que haja o correto funcionamento de equipamentos eletrônicos e de diversos processos industriais é necessário que a energia elétrica permaneça em uma faixa de tensão aceitável. Entre os fenômenos de interesse da área de qualidade de energia elétrica, os quais devem ser eliminados ou mitigados para a melhor operabilidade do SIN, pode-se citar: harmônicos, flutuação de tensão, subtensão, sobretensão e afundamentos de tensão. Devido a observabilidade rotineira e aos prejuízos (financeiros e/ou técnicos) associados ao fenômeno, o interesse desse estudo consiste nos afundamentos de tensão. Nesse contexto, apresenta-se uma proposta para análise dos afundamentos de tensão em um ambiente com geração distribuída (fotovoltaica, eólica, PCH e termelétrica à biomassa) através de simulações de curtos-circuitos. Os resultados obtidos através da metodologia proposta mostram que a inserção de GD pode trazer uma variação no número de afundamentos de tensão e melhorar os níveis de tensão nas barras, sobretudo nos locais onde foram inseridas bem como em suas proximidades. Também, há redução no número de afundamentos de maior severidade os quais causam mais prejuízos e preocupação a operabilidade do SEP. / The insertion of distributed generation (DG) sources brings the possibility of diversification of energy sources types and the reduction of electrical losses in the transport of EE - because the sources are located close to end users. Among these sources are photovoltaic, wind, small hydropower and biomass-fired power plants. The first two, are usually connected to the network through frequency inverters. The other two are usually connected directly to the system. However, DG also provides consequences to the electrical power system, often unwanted, such as variations in the parameters of power quality (PQ). The commitment should be retained with the power quality delivered to customers. Moreover, for the correct operation of electronic equipment and various industrial processes it is necessary that the voltage remains within an acceptable range. Among the phenomena of interest to electric power quality, which must be eliminated or mitigated, we can mention: harmonics, voltage fluctuation, undervoltage, overvoltage and voltage sags (dips). Due to losses (financial and/or technical) associated with the phenomenon, the interest of this study consists of the voltage sags. In this context, we present a proposal for analysis of voltage sags in an environment with distributed generation (photovoltaic, wind, thermal and biomass-fired power plants) through simulations of short circuits. The results obtained through the proposed methodology shows that the inclusion of DG can bring a change in the number of voltage sags and improve voltage levels in bars, especially in places where they were inserted and in its vicinity. Also, there is a reduction in the number of severe voltage sags which cause more harm and concern to end-users and utilities.

Comumente, as máquinas de indução são projetadas para atuarem como motores. Assim, a presente tese objetiva estudar, analisar e construir um protótipo de máquina de indução concebida para atuar, exclusivamente, como gerador de indução, ou seja, impulsionada acima da velocidade síncrona. As características operacionais ideais em regime permanente são elaboradas intentando diretrizes de projeto. Concomitantemente, o estudo apresenta e investiga modelagens analíticas obtidas por parâmetros concentrados e, também, modelagens numéricas realizadas pelo método dos elementos finitos. Para isto, um gerador de indução trifásico de 2,2 kW tem o rotor do tipo gaiola de esquilo com ranhuras assimétricas projetado e prototipado. O protótipo do gerador de indução visa melhores características de desempenho como o fator de potência e menores perdas, por exemplo, que uma máquina de indução de mesma potência projetada para atuar como motor, mas funcionando como gerador interligado à rede em regime permanente. Os resultados analíticos, numéricos e experimentais em regime permanente do protótipo do gerador de indução e de um motor de indução de mesma potência, mas funcionando como gerador interligado à rede, são apresentados e comparados. Os resultados experimentais obtidos mostram valores nominais de 0,77 e 83,04% de fator de potência e rendimento, respectivamente, para o funcionamento da máquina convencional no ponto de operação próximo ao valor de corrente nominal. Para a máquina de indução projetada como gerador, os valores nominais de 0,82 e 81,35% de fator de potência e rendimento, respectivamente, foram obtidos no ponto de operação próximo ao valor de corrente nominal. / Commonly, induction machines are designed to act as motors. Thus, the present thesis aims to study, analyze and build a prototype of an induction machine designed to work exclusively as induction generator, i.e. driven above synchronous speed. The optimal steady state operating characteristics are elaborated by bringing design guidelines. Concomitantly, this study investigates and presents analytical modeling obtained by lumped parameters and also numerical modeling carried out by the finite element method. Thus, a three-phase squirrel cage induction generator of 2.2 kW with asymmetric rotor slots has designed and prototyped. The prototype of the induction generator aims best performance characteristics such as power factor, for example, than an induction machine of the same power designed to act as a motor, but functioning as generator parallel with the grid. Analytical, numerical and experimental results in steady state operation of the induction generator prototype and of an induction motor of the same power, but functioning as generator parallel with the grid, are presented and compared. The experimental results show nominal values 0.77 and 83.04% of power factor and efficiency, respectively, for the conventional machine in the operating point close to the value of rated current. For the induction machine designed as a generator, the nominal values 0.82 and 81.35% of power factor and efficiency, respectively, were obtained in the operating point close to the value of rated current.

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ayres_HugoMurici_D.pdf: 4725835 bytes, checksum: 6d41278e02826905a36d4c10199daaae (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A instalação e a operação de geradores de médio porte conectados em sistemas de distribuição de energia elétrica demandam a análise de vários aspectos técnicos. As principais metodologias existentes são baseadas em repetidos cálculos de fluxo de carga e de curto-circuito para se obter os locais e níveis de geração permitidos para a instalação desses geradores sem que haja violações de qualquer restrição técnica em regime permanente. Embora essas análises sejam bastante precisas, tais estudos quantitativos não trazem informações adicionais para realizar o gerenciamento técnico dos impactos advindos de múltiplos geradores, ou seja, determinar o grau de influência de cada gerador em determinados quesitos técnicos de forma que estes sejam penalizados ou recompensados de acordo. Adicionalmente, essas metodologias requerem um elevado número de homens-horas e esforço computacional para realizar a análise. Esta tese de doutorado apresenta novas metodologias de análise do impacto de geradores distribuídos em sistemas de distribuição de energia elétrica considerando aspectos técnicos de operação em regime permanente. Com base em matrizes de sensibilidades obtidas a partir da resolução de um único fluxo de carga para o caso base e do cálculo de uma matriz impedância, os métodos propostos permitem determinar a máxima potência que esses geradores podem exportar para o sistema respeitando os limites de regulação de tensão, capacidade de corrente dos condutores e capacidade de interrupção de correntes de curto-circuito dos dispositivos de proteção ou de condução transitória dos cabos. Com simples operações matriciais, o impacto de novas instalações de geradores distribuídos pode ser diretamente estimado para diferentes níveis de demanda, modo de operação dos geradores e níveis de geração dos mesmos. Além disso, tais métodos baseados em sensibilidades permitem que fatores de responsabilidade sejam prontamente calculados, os quais quantificam o impacto percentual de cada gerador em determinados quesitos técnicos. Tais índices numéricos podem ser utilizados por engenheiros de empresas concessionárias de energia para penalizar ou recompensar os produtores de energia que contribuem para a degradação ou não de algum tipo de limite ou restrição operativa dos sistemas de distribuição. Visto que os métodos propostos são baseados em extrapolação de métodos linearizados, seus resultados foram comparados com aqueles obtidos via repetidos cálculos de fluxo de carga e de corrente de curto-circuito, sendo que tal comparação comprova que os resultados obtidos com os métodos aproximados são precisos / Abstract: The installation and operation of medium generators in electrical distribution systems demand the analysis of several technical aspects. The main methodologies are based on repetitive power flow and short-circuit calculations in order to obtain the locations and generation levels allowed for the connection of theses generators without violating any technical constraint of steady-state operation. Although these analyses are very precise, such quantitative studies do not bring further information to suitably manage the technical impacts due to multiple generators, that is, the determination of individual generator influence on the technical aspects so that they can be penalized or rewarded in a proper manner. Moreover, these methodologies require a high number of man-hours and processing time. This Ph.D. thesis presents new methodologies for analysis of the impact of distributed generation connected to electrical distribution systems taking into account technical aspects of steady-state operation. Based on sensitivities matrices obtained from only one power flow solution and from one impedance matrix calculation, the proposed methods allow the determination of the maximum power that these generators can export to the grid regarding the voltage regulation, feeder current limits and short-circuit current limits. With simple matrix operations, the impact of adding new generators at any bus of the grid, with any capacity, and any operating mode (leading, lagging or unitary power factor) can be estimated for different power demand. Moreover, such methods based on sensitivities permit a rapid calculation of responsibility factors, which quantify the individual impact of each generator in the technical aspects under analysis. Such indices can be used by electric utility managers and distribution engineers to penalize or reward the electricity producers who depreciate or not the power quality, by violating any limit or operational constraint of the distribution systems. Since these methodologies are based on linearized methods, the results are compared with those obtained by repetitive power flow and short-circuit current calculations. The comparison reveals that the results from the linearized methods are accurate / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-03-24T19:57:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Igor Lopes Mota - 2015.pdf: 2620143 bytes, checksum: c895dad8e571f14172d9b7e9506f3d94 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-28T11:35:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Igor Lopes Mota - 2015.pdf: 2620143 bytes, checksum: c895dad8e571f14172d9b7e9506f3d94 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T11:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Igor Lopes Mota - 2015.pdf: 2620143 bytes, checksum: c895dad8e571f14172d9b7e9506f3d94 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / In this dissertation, we present a detailed study of techniques for islanding detection of distribution systems in the presence of distributed generators in various forms of access and connection. The aim is to set up protection system solutions capable of ensuring the detection of the islanding based on local passive techniques, which have lower costs with respect to remote techniques, for example, the transfer trip. The objective of this work is to achieve through the association of several islanding detection techniques in order to achieve adequate reliability of distributed synchronous generators protection system. Among the existing techniques, the protection functions studied were the overfrequency and underfrequency (ANSI 81 o/u), rate of change of frequency (ROCOF or ANSI 81 df/dt), vector jump (ANSI 78) and directional reactive power (ANSI 32Q). It was found that the 32Q function for loads with inductive power factor less than one complements the functions based on frequency precisely in the range where these are insensitive to islanding, wherein the threshold for operation of this relay depends on the equivalent load power consumed locally. For cases of islanding caused the intentional opening of the distribution feeder, the islanding detection for loads with a inductive power factor can be guaranteed with the use of passive local techniques without the need to burden the installation of synchronous generators protection systems distributed. Although in practice it is very unlikely a distribution circuit has a unity power factor, the association of these protective functions arises as a good solution for the detection of islanding of distributed synchronous generators. / Nesta dissertação de mestrado apresenta-se um estudo das principais técnicas de detecção de ilhamento de geradores distribuídos considerando dados reais de 3 acessantes com diferentes capacidades de geração e diferentes tensões de conexão com o sistema interligado. Visa definir soluções de composição de sistemas de proteção capazes de garantir a detecção do ilhamento baseados em técnicas locais passivas, que apresentam custos mais reduzidos com relação às técnicas remotas, como por exemplo, a teleproteção. O objetivo deste trabalho é alcançar, por meio de associação de várias técnicas de detecção de ilhamento, um grau de confiabilidade adequado do sistema de proteção de geradores síncronos distribuídos. Dentre as técnicas existentes, foram estudadas as funções de proteção de sub e sobrefrequência (ANSI 81 o/u), taxa de variação de frequência (ROCOF ou ANSI 81 df/dt), salto de vetor (ANSI 78) e direcional de potência reativa (ANSI 32Q). Constatouse que a função 32Q, para cargas com fator de potência indutivo e menor que um, complementa as funções baseadas em frequência justamente na faixa onde estas são insensíveis a ilhamentos, sendo que o limite para a operação deste relé depende da potência equivalente da carga consumida localmente. Para os casos de ilhamento provocado pela abertura intencional do alimentador de distribuição, a detecção de ilhamento para cargas com fator de potência indutivo poderá ser garantida com a utilização das técnicas locais passivas sem a necessidade de se onerar a instalação dos sistemas de proteção de geradores síncronos distribuídos. Apesar de que na prática é muito improvável um circuito de distribuição possuir um fator de potência unitário, a associação das referidas funções de proteção surge como uma boa solução para a detecção de ilhamentos de geradores síncronos distribuídos.

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_RicardoTorquato_M.pdf: 3452590 bytes, checksum: db90e4d373020ef903f89b6b280df04a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os impactos causados pela instalação de geradores trifásicos de médio porte (? 1 MVA) diretamente em redes primárias de distribuição de energia elétrica (com tensão ? 10 kV) têm sido intensivamente investigados nos últimos 10 anos. Por conseguinte, atualmente, práticas de análise, operação e proteção são relativamente bem definidas e aceitas. No período de amadurecimento dessa mudança de paradigma em relação à geração de energia elétrica, de forma geral os engenheiros das concessionárias analisam uma solicitação de um novo acessante por vez, emitindo um relatório sobre as necessidades ou não de alteração do projeto. Contudo, com a publicação da Resolução Normativa #482 e outras ações, verifica-se o interesse do governo brasileiro em incentivar a conexão de geração distribuída baseada em fontes renováveis (sobretudo geradores fotovoltaicos) em redes secundárias de forma intensa e extensa. Isso produz um cenário diferente do previamente investigado na maioria dos projetos de pesquisa realizados nos últimos 10 anos, criando a necessidade de novos estudos e metodologias de análise. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma metodologia de análise probabilística que utiliza simulações Monte Carlo para identificar o impacto agregado de múltiplos geradores fotovoltaicos. São apresentadas técnicas para modelar todas as incertezas do problema, as quais estão relacionadas principalmente com a potência produzida pelos geradores e consumida pelas cargas em cada instante do dia. São desenvolvidas também duas aplicações práticas do método de análise proposto. A primeira aplicação consiste no desenvolvimento de índices técnicos capazes de estimar de forma simples e rápida (sem realizar nenhuma simulação) a potência máxima que pode ser injetada em redes secundárias sem a ocorrência de violações técnicas. A segunda aplicação consiste em uma técnica para estimar o impacto futuro da geração fotovoltaica em determinado alimentador da concessionária, de forma a auxiliar os engenheiros no planejamento da expansão das redes de distribuição. O método de análise e as aplicações apresentadas neste trabalho podem auxiliar na redução do número de barreiras existentes para a conexão de geradores distribuídos fotovoltaicos / Abstract: Impacts caused by the connection of three-phase, medium size generators (? 1 MVA) directly to primary distribution networks (with voltage ? 10 kV) have been intensively investigated over the last 10 years. As a consequence, analysis, operation and protection practices are relatively well defined and accepted. During the maturation of this paradigm change on the electric energy generation, in general, utility engineers used to evaluate new connection requests individually, providing a report with possible requirements for project modifications. However, with the publication of Normative Resolution #482 and other actions, one may notice the interest of Brazilian government on encouraging the connection of renewable-based distributed generation (mainly photovoltaic generation) to secondary distribution networks. Such fact leads to a new scenario, different from the one investigated over the last 10 years, creating the need for new studies and analysis methodologies. In such context, this M.Sc. dissertation presents a probabilistic analysis methodology that adopts Monte Carlo simulations to identify the aggregated impact of multiple photovoltaic generators. Modelling techniques are presented for all problem uncertainties, which are mainly related to the power produced by generators and consumed by loads at each instant of the day. Two practical applications of the proposed method are also developed. The first application consists in developing technical indices that provide a simple and quick estimate (without performing any simulation) of the maximum power that may be injected into secondary networks without the occurrence of technical violations. The second application consists in a technique to estimate the future impact of photovoltaic generation on a utility feeder, in order to support engineers on the expansion planning of distribution networks. The analysis methodology and applications presented in this work can help to overcome the barriers for the interconnection of photovoltaic distributed generators / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

This work presents the development of a methodology to service replacement and management loads in islanded smart grid by load shedding, supported by Distributed Generation, to avoid or reduce violations of continuity indicators, subject to penalties for infringement, established in Module 8 of PRODIST, ANEEL (2015a). To adjust the power demanded by the load to the power generated during the islanding of microrrede specifies to the best loads to be rejected by Multicriteria Methodology Analytic Hierarchy Process - AHP. In applying of methodology it was considered as criteria the continuity indicators that generate compensation to consumers for violation, and also it was considered the priority of continuity of supply to loads. Thus, for the formation of the island, is obtained as a preliminary result, a classification of loads in order of need for service. The best loads classified will be reconnected to microrrede until that GD units do not support new loads or that they violate any of the restrictions, being the remaining loads rejected. In continuously, they was made a reassessment in every pre-set period of time in order to identify new possible loads shedding to be made. This revaluation occurs in two distinct scenarios, both for typical day as for critical day. Any Violations of system constraints are checked by software of load flow calculation. Thus, obtained as final result a whole of loads to be served during replacement or continuity of the service. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para reposição de serviço e gestão de cargas em microrrede inteligente ilhada, suportada por unidades de Geração Distribuída, a fim de evitar ou atenuar violações dos indicadores de continuidade, passíveis de penalidades por violação, estabelecidos no Módulo 8 dos Procedimentos de Rede da Agência Nacional de Energia Elétrica PRODIST, ANEEL (2015a). Para adequar a potência demandada pelas cargas à potência gerada, durante o ilhamento da microrrede, definem-se as melhores cargas a serem rejeitadas, por meio da Metodologia Multicritério Analytic Hierarchy Process AHP. Na aplicação da metodologia foram considerados como critérios os indicadores de continuidade passíveis de compensações aos consumidores por violação, e também, foi considerada a prioridade de continuidade do fornecimento às cargas. Assim, para a formação da ilha, obtém-se como resultado preliminar, uma classificação das cargas em ordem de necessidade de atendimento. As cargas melhores classificadas são reconectadas à microrrede até que as unidades de GD não suportem novas cargas ou que ocorra a violação de alguma das restrições, sendo as demais cargas rejeitadas. De forma contínua, são feitas reavaliações a cada período de tempo pré-definido de forma a identificar novas possíveis rejeições ou reconexões de carga a serem realizados durante o ilhamento. Esta reavaliação ocorre em dois cenários distintos, tanto para dia típico como para dia crítico. Eventuais violações das restrições do sistema são verificadas por meio de software para cálculo de fluxo de carga. Desta forma, obtém-se como resultado final um conjunto de cargas a serem atendidas durante a reposição ou continuidade do serviço.

The implementation of distributed generation (DG) offers many benefits to the society, the electrical sector where they operate, and the consumers connected to the network especially due to their electricity self-production. For this case, proponents normally fight against costs estimation problems in projects of DG. In this way, low-cost and quality pre-feasibility studies are crucial when choosing the best financial and economical option. This Master thesis works on a specific methodology, with the software HOMER®, to the economic and financial (as well technical) prefeasibility study of projects with several small DG sources connected to middle voltages. A case study is also implemented with input data collected in the region of the Federal University of Santa Maria (UFSM). Therefore, it is developed a structure enclosing the general and interdisciplinary context of the projects. It helps the decision making process concerning the best-cost criterion option to advance to a more detailed viability study. As a result, this analysis of small DG systems proved to be very insightful, aligning its general objectives with the preciseness of pointing out promising technologies (wind turbines and microturbines fuelled by biogas) for further detailed studies. / O incremento de geração distribuída (GD) oferece uma série de benefícios para a sociedade, ao setor elétrico no qual estão inseridas e aos consumidores conectados a rede - em especial através da auto-produção de energia. Sobretudo para esta última situação, proponentes buscam solucionar problemas de estimação de custos em projetos de GD realizando estudos de pré-viabilidade de qualidade. Estes são de baixo custo e críticos para auxiliar a descartar projetos que não fazem sentido financeiro e econômico. Esta dissertação de mestrado aborda uma análise, através de metodologia específica, utilizando o software HOMER®, para o estudo de pré-viabilidade econômica e financeira (assim como técnica) de projetos envolvendo uma ampla gama de fontes distribuídas de pequeno porte conectadas à média tensão, com estudo de caso envolvendo a Universidade Federal de Santa Maria RS (UFSM). Assim, desenvolve-se uma estrutura contemplando o contexto geral e interdisciplinar de projetos, para auxiliar a tomada de decisões referentes à melhor opção em custos para prosseguir a um estudo mais detalhado de viabilidade. Como resultado, a proposta para análises de sistemas com GD de pequeno porte provou uma robustez interessante, aliando os objetivos gerais da abordagem desenvolvida com a precisão de apontar indícios tangíveis de viabilidade de tecnologias (turbinas eólicas e microturbinas a biogás) para estudos futuros mais detalhados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Master s Dissertation presents the development of a methodology that analyzes the impact of the White Tariff considering the distributed generation to low voltage residential consumers. The White Tariff has the aim of encouraging the reduction of energy consumption during the time of highest system load by consumers. Besides the low-voltage distributed generation aims the energy efficiency, the use of distributed generation and energy management by consumer. Considering this, the proposed methodology considers electricity tariffs, typical load curves ranged by consumption levels, natural resources and different of technologies for distributed generation. This database, combined with the software Hybrid Optimization Model for Electric Renewables (HOMER), presents as the main result the technical and economic feasibility for the use of distributed generation together with the white tariff, without changing the spending habits of consumers. The use of distributed generation is prioritized during the peak time, shifting the consumption from the electric power network to off-peak periods, where the white electricity tariff is shiper. The current costs of installation and operation of the distributed generation are high, but there is a tendency to their reduction due to an increase of its application and providers. It is emphasized that these analyzes, never seen before aim more efficient energy use of energy by both the application of white tariff and the encouragement to use of distributed generation. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para analisar o impacto da Tarifa Branca considerando a inserção de geração distribuída (GD) nos consumidores residenciais de baixa tensão. A Tarifa Branca visa incentivar os consumidores de baixa tensão a reduzirem o consumo de energia elétrica no horário de maior carregamento do sistema. A geração distribuída permite o gerenciamento da energia por parte do consumidor. Neste sentido, a metodologia proposta considera tarifas de energia, curvas de carga típicas por faixa de consumo, recursos naturais e tipos de tecnologias para geração distribuída. Esta base de dados, aliada ao software Hybrid Optimization Model for Eletric Renewables (HOMER), tem como principal resultado a viabilidade técnica e econômica quanto à utilização da geração distribuída explorando a Tarifa Branca, sem que haja mudança nos hábitos de consumo dos consumidores. A utilização da geração distribuída é priorizada para o horário de ponta, de modo que a utilização da rede de energia elétrica se concentre nos horários fora-ponta, onde o preço da Tarifa Branca é menor. Os custos atuais de instalação e operação das GD são elevados, porém a tendência é a redução dos preços em função de um aumento no seu uso e na quantidade de fornecedores. Ressalta-se que tais análises são inéditas e visam o uso mais eficiente de energia tanto pelo emprego da Tarifa Branca como pelo incentivo para uso da geração distribuída.