Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-13T19:53:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_AnaliseImpactoGeradores.pdf: 1807062 bytes, checksum: 70cccf54fcf4a578677d62ea69daa518 (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-13T20:05:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_AnaliseImpactoGeradores.pdf: 1807062 bytes, checksum: 70cccf54fcf4a578677d62ea69daa518 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T20:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_AnaliseImpactoGeradores.pdf: 1807062 bytes, checksum: 70cccf54fcf4a578677d62ea69daa518 (MD5) Previous issue date: 2018-02-19 / Esta Dissertação de Mestrado tem por objetivo apresentar uma análise comparativa entre dois modelos de controles de inversores para o estudo da análise da estabilidade transitória e estabilidade de tensão, com a inserção da geração fotovoltaica nas redes elétricas de distribuição. É proposto também uma análise da influência, tanto negativa quanto positiva, causada pelos modos de controle desses inversores na estabilidade da máquina síncrona interconectada ao sistema elétrico. Uma outra solução a ser investigada neste trabalho será o uso do modo de controle de potência reativa dos geradores fotovoltaicos via inversor, que possa contribuir para o alivio da demanda de reativo dos geradores síncronos distribuídos interligados no mesmo sistema elétrico, com o objetivo de reduzir a possibilidade de gerar uma condição de instabilidade de tensão, após uma grande perturbação, ou quando da ocorrência de contingências no sistema elétrico de potência que possam afetar redes elétricas fracas ou sobrecarregadas e com grande inserção de geradores fotovoltaicos. As análises dos modelos de controle serão realizadas por meio de simulações no domínio do tempo, através da ferramenta computacional ANATEM e ANAREDE. / This dissertation aims to present a comparative analysis between two models of inverter control for the study of the transient stability analysis and voltage stability, with the insertion of the photovoltaic generation in the distribution electric grid. It is also proposed an analysis of the influence, both negative and positive, caused by the control modes of these inverters in the stability of synchronous machine connected to the grid. Another proposed solution to be investigated in this work will be the use of the reactive power control mode of photovoltaic generators via the inverter, which can contribute to the relief of the reactive demand of distributed synchronous generators interconnected in the same electric system, in order to reduce the possibility of generating a voltage instability condition, after a big disturbance, or in the occurrence of contingencies in the electric power system that may affect weak or overloaded electrical grids and with large insertion of photovoltaic generators. The analysis of the control models will be carried out through simulations in the time domain, through the ANATEM and ANAREDE computational tools.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-14T16:35:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleFrequenciaGeracao.pdf: 2552507 bytes, checksum: 1a4dff3dea45775db68854441e3f994c (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-14T16:36:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleFrequenciaGeracao.pdf: 2552507 bytes, checksum: 1a4dff3dea45775db68854441e3f994c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T16:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleFrequenciaGeracao.pdf: 2552507 bytes, checksum: 1a4dff3dea45775db68854441e3f994c (MD5) Previous issue date: 2018-01-30 / A integração em larga escala de fontes intermitentes de energias renováveis, como os sistemas fotovoltaicos, nos sistemas elétricos de potência gera novas questões técnicas, uma vez que tais fontes normalmente não participam na regulação da frequência devido não apresentarem inércia de rotação. A rápida variação da frequência existente em redes com grande integração de geração renovável ocasiona assim uma maior dificuldade na manutenção da estabilidade de frequência, pois diferentemente dos sistemas convencionais (por exemplo os Hídricos e Térmicos), onde a inércia dos geradores é suficientemente alta, para a maioria desses novos sistemas isso não é válido. Nesse contexto, na presente dissertação será proposta a utilização do conceito de “inércia virtual”, que corresponde a uma combinação de algoritmos de controle, dispositivos de armazenamento de energia elétrica e eletrônica de potência aplicada às fontes renováveis, como as fotovoltaicas, conectadas às redes de energia através de inversores, a qual emula a inércia de um sistema de geração convencional. Será apresentado ainda um modelo baseado em uma análise a pequeno sinal linearizado, desenvolvido para avaliar a estabilidade de um circuito de controle de potência quando o gerador fotovoltaico fornecer resposta em frequência, além da resposta inercial emulada com sistemas fotovoltaicos por meio de técnicas baseadas no controlador MPPT no Método de Deslocamento e da estratégia de controle Droop no domínio do tempo. Esta modelagem é testada em um sistema de energia elétrica composto por máquinas síncronas e uma planta de geração de energia fotovoltaica em larga escala para a análise dos efeitos do sistema de controle em relação à estabilidade de frequência. As simulações realizadas com o auxílio do software MATLAB/Simulink, consideram diferentes constantes de inércia para uma condição de variação (queda) na frequência elétrica, ocasionada pela inserção de cargas no sistema elétrico. Resultados comparativos indicam que é maior o impacto da geração fotovoltaica na estabilidade do sistema de energia quando a energia fornecida pelo gerador da planta convencional é menor. Resultados também comprovam que quando o sistema fotovoltaico está fornecendo energia para a rede elétrica, a frequência do mesmo decai afetando a estabilidade e operação do sistema de potência através da degradação da dinâmica de frequência. / The large-scale integration of intermittent sources of renewable energies, such as photovoltaic systems, into electrical power systems generates new technical issues, since such sources do not participate in frequency regulation because they do not exhibit inertia of rotation. The rapid frequency variation, normally found in networks with a high degree of integration of renewable generation, therefore causes greater difficulty in maintaining frequency stability, unlike conventional systems (for example Hydro and Thermal), where the inertia of the generators is sufficiently high , for most of these new systems this is not valid. In this context, the present dissertation will propose the use of the concept of "virtual inertia", which corresponds to a combination of control algorithms, electrical energy storage devices and power electronics applied to renewable sources, such as photovoltaics, connected to networks of power through inverters, which emulates the inertia of a conventional generation system. It will be presented a model based on a small linearized signal analysis, developed to evaluate the stability of a power control circuit when the photovoltaic generator provides frequency response and the inertial response emulated with photovoltaic systems by means of techniques based on the MPPT controller in the Displacement Method and the Droop control strategy in the time domain. This modeling is tested in an electric power system composed of synchronous machines and a large-scale photovoltaic power generation plant for the analysis of the effects of the control system in relation to frequency stability. The simulations performed with MATLAB/Simulink software consider different inertia constants for a condition of variation (decrease) in the electric frequency, caused by the insertion of loads in the electric system. Comparative results indicate that the impact of photovoltaic generation on the stability of the power system is greater when the power supplied by the conventional plant generator is lower. Results also prove that when the photovoltaic system is supplying power to the grid, its frequency decreases, affecting the stability and operation of the power system through the degradation of the frequency dynamics.

As instalações de geradores distribuídos têm sido impulsionadas pela necessidade da diversificação da matriz energética nos países, por fatores ambientais e por revelar benefícios aos sistemas elétricos. No Brasil, estas conexões têm apresentado um crescimento bastante significativo nos últimos anos, devido às novas regulamentações estabelecidas pela ANEEL. Entretanto, alterações no sistema elétrico em grandes escalas acarretam consequências à operação segura, confiável e de qualidade do mesmo. Neste contexto, ainda há poucos trabalhos que analisam tais problemas em sistemas reticulados de distribuição de energia elétrica e, com base nisso, o presente trabalho visa avaliar os impactos que elevados níveis de geração fotovoltaica podem acarretar aos níveis de tensões nodais, às perdas técnicas e também à proteção destes sistemas, adotando como referência uma rede reticulada real de 81 barras e a rede do IEEE 390 barras. Uma vez que tais condições são avaliadas têm-se as análises de adição de funções de proteção (direcional de potência, direcional de sobrecorrente, subtensão e desbalanço de tensão) a fim de buscar alternativas para que os protetores de rede não se sensibilizem para fluxos reversos de potência provenientes dos geradores distribuídos e, assim, estes se limitem a atuarem para distúrbios no lado de média tensão. Para tanto, as simulações foram realizadas no programa OpenDSS e os resultados mostraram que a função de desbalanço de tensão é a que se apresenta com maior potencial para ser aplicada na prática, uma vez que foi possível minimizar o número de atuações dos protetores de rede devido aos geradores distribuídos. / The installation of distributed generators have been boosted by the need to diversify the energy matrix in the countries, by environmental issues and by revealing benefits to the electrical systems. In Brazil, these connections have shown a very significant growth in the last years, due to the new regulations established by the National Agency of Electric Energy. However, large-scale changes in the electrical system lead to consequences for its safe, reliable and well-qualified operation. In this context, there are still few studies that analyze such problems in low-voltage secondary distribution networks, and based on this, the present work aims to analyze the performance of these systems based an actual Brazilian 81-nodes low-voltage secondary network and on the IEEE 390-nodes system. The objective is to evaluate the impacts of high levels of distributed generation on the power quality and protection of the grid. Once such conditions are evaluated, some protection functions are considered (directional power, directional overcurrent, undervoltage and voltage unbalance) with the purpose of finding alternatives so that the network protectors are not sensitized to reverse power flows from the distributed generators and, thus, they only trip for disturbances an the medium voltage side. Therefore, the simulations were performed in the OpenDSS software and the results showed that the voltage unbalance protection function was the one with the highest potential to be applied in practice, since it was possible to minimize the reverse power flow due to distributed generators.

As instalações de geradores distribuídos têm sido impulsionadas pela necessidade da diversificação da matriz energética nos países, por fatores ambientais e por revelar benefícios aos sistemas elétricos. No Brasil, estas conexões têm apresentado um crescimento bastante significativo nos últimos anos, devido às novas regulamentações estabelecidas pela ANEEL. Entretanto, alterações no sistema elétrico em grandes escalas acarretam consequências à operação segura, confiável e de qualidade do mesmo. Neste contexto, ainda há poucos trabalhos que analisam tais problemas em sistemas reticulados de distribuição de energia elétrica e, com base nisso, o presente trabalho visa avaliar os impactos que elevados níveis de geração fotovoltaica podem acarretar aos níveis de tensões nodais, às perdas técnicas e também à proteção destes sistemas, adotando como referência uma rede reticulada real de 81 barras e a rede do IEEE 390 barras. Uma vez que tais condições são avaliadas têm-se as análises de adição de funções de proteção (direcional de potência, direcional de sobrecorrente, subtensão e desbalanço de tensão) a fim de buscar alternativas para que os protetores de rede não se sensibilizem para fluxos reversos de potência provenientes dos geradores distribuídos e, assim, estes se limitem a atuarem para distúrbios no lado de média tensão. Para tanto, as simulações foram realizadas no programa OpenDSS e os resultados mostraram que a função de desbalanço de tensão é a que se apresenta com maior potencial para ser aplicada na prática, uma vez que foi possível minimizar o número de atuações dos protetores de rede devido aos geradores distribuídos. / The installation of distributed generators have been boosted by the need to diversify the energy matrix in the countries, by environmental issues and by revealing benefits to the electrical systems. In Brazil, these connections have shown a very significant growth in the last years, due to the new regulations established by the National Agency of Electric Energy. However, large-scale changes in the electrical system lead to consequences for its safe, reliable and well-qualified operation. In this context, there are still few studies that analyze such problems in low-voltage secondary distribution networks, and based on this, the present work aims to analyze the performance of these systems based an actual Brazilian 81-nodes low-voltage secondary network and on the IEEE 390-nodes system. The objective is to evaluate the impacts of high levels of distributed generation on the power quality and protection of the grid. Once such conditions are evaluated, some protection functions are considered (directional power, directional overcurrent, undervoltage and voltage unbalance) with the purpose of finding alternatives so that the network protectors are not sensitized to reverse power flows from the distributed generators and, thus, they only trip for disturbances an the medium voltage side. Therefore, the simulations were performed in the OpenDSS software and the results showed that the voltage unbalance protection function was the one with the highest potential to be applied in practice, since it was possible to minimize the reverse power flow due to distributed generators.

O emprego de geradores fotovoltaicos (FV) conectados ao sistema de distribuição de energia elétrica tem apresentado um crescimento significativo na última década. No Brasil, sua existência ainda é reduzida, entretanto a previsão é que esta aumente nos próximos anos em função das novas regulamentações estabelecidas pelas concessionárias de energia, com apoio da Agência Nacional de Energia Elétrica. O estudo das consequências trazidas pela conexão massiva de geradores FV possibilita o planejamento correto de operação do sistema de distribuição, evitando assim, a degradação da qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Dentro desse contexto, este trabalho possui como objetivo a análise da influência que um elevado nível de penetração de sistemas FV possui em um sistema de distribuição de energia elétrica. Durante as análises, foram considerados diversos geradores FV distribuídos aleatoriamente em dois sistemas de distribuição teste bastante distintos. O programa de simulação computacional empregado foi o OpenDSS. Os estudos consideraram situações de regime permanente e foram feitas abordagens empregando variações temporais, com o propósito de avaliar o comportamento e a interação entre os perfis de carga e geração FV. Os resultados mostraram a importância de considerar as variações temporais de demanda e de geração, e apontaram que o perfil de tensão em regime permanente, nível de desbalanço de tensão, perdas técnicas, regulação da tensão e desconexão dos geradores são fatores importantes que devem ser avaliados em estudos deste tipo. Além disso, mostrou-se que possíveis impactos negativos decorrentes da introdução massiva de geradores fotovoltaicos podem ser mitigados utilizando as soluções propostas ao final deste trabalho. / The employment of photovoltaic (PV) generators connected to the grid has increased significantly in the past decade. In Brazil, there are a few PV systems nowadays, but this scenario tends to change since new regulations have been established by the utilities with support of the Brazilian Electrical Energy Agency. The study of the effects caused by high penetration levels of PV generators enables the correct operation of the distribution networks and prevents the degradation of power quality provided to the consumers. In this context, the purpose of this research is to analyze the consequences caused by high-penetration levels of PV systems in distribution networks. Several distributed PV generators are considered and located randomly in two distinct distribution test feeders. The studies were carried out by using the software OpenDSS. The analysis focused on steady state studies and typical daily load and PV generation curves have been considered to evaluate the behavior and the interaction between loads and PV generation. The results have shown the importance of considering such load and power variation, and pointed out that voltage profile, voltage unbalance level, technical losses, voltage regulation and generators disconnection are important issues to be studied in situations like the ones analyzed in this work. Furthermore, possible negative impacts caused by high PV penetration levels can be mitigated by employing the potential solutions proposed in this dissertation.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-04T18:18:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoRedesDistribuicao.pdf: 3740924 bytes, checksum: 3fc693c9e32013dada9cf9bf3be0bcd8 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-17T16:36:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoRedesDistribuicao.pdf: 3740924 bytes, checksum: 3fc693c9e32013dada9cf9bf3be0bcd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T16:36:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ImpactoRedesDistribuicao.pdf: 3740924 bytes, checksum: 3fc693c9e32013dada9cf9bf3be0bcd8 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação visa mostrar o impacto de geradores fotovoltaicos distribuídos, conectados nas redes de distribuição, na estabilidade de tensão de longo-prazo usando simulação completa no domínio do tempo. O efeito de diferentes níveis de penetração da geração fotovoltaica é investigado. Também são investigados diferentes modelos de redes de distribuição com geração distribuída: 1) Carga e GD representados por modelo ZIP e carga com potência ativa negativa do tipo corrente constante, respectivamente, na subestação (SE); 2) Carga e GD representados por modelo ZIP e equivalente dinâmico, respectivamente, na SE; 3) Carga e GD representados por modelo ZIP e modelo dinâmico, respectivamente, distribuídos ao longo de uma rede de distribuição de MT. Equipamentos como transformadores com comutação de tape sob carga (OLTC, do inglês, “On-Load Tap Changer”), limitadores de sobrecorrente de excitação (OEL, do inglês, “Overexcitation Limiter”), cargas estáticas e autotransformadores reguladores de tensão são levados em consideração nas análises, pois afetam significativamente a estabilidade de tensão de longo-prazo. As investigações são realizadas por meio do uso do software de análise de rede (ANAREDE) e do software de análise de transitórios eletromecânicos (ANATEM), desenvolvidos pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL). A modelagem estática dos geradores fotovoltaicos é considerada como barras PQ, e a modelagem dinâmica é baseada no modelo PVD1 da WECC (Western Electricity Coordinating Council) implementada via Controle Definido pelo Usuário (CDU) no ANATEM. A proteção mandatória da geração fotovoltaica também é considerada. O sistema de potência estudado é uma junção de um sistema de transmissão de 11 barras com sistemas de distribuição da UKGDS (United Kingdom Generic Distribution System) de 76 barras cada. / This dissertation aims to show the impact of distributed photovoltaic generators connected to distribution networks on long term voltage stability using full time simulation. The effect of different penetration levels of photovoltaic generation is investigated. Different distribution network models considering distributed generation (DG) connections is also investigated: 1) Load and DG represented by ZIP model and negative active power loads, respectively, connected to the substation bus; 2) Load and DG represented by ZIP model and dynamic equivalent, respectively, connected to the substation bus; 3) Load and GD represented by ZIP model and dynamic model, respectively, distributed along a MV distribution network. Equipments such as On-Load Tap Changer (OLTC) transformers, Overexcitation Limiter (OEL), static loads and step voltage regulators are taken into account in the analyzes, since they significantly affect the long-term voltage stability. The investigations were conducted using both the power flow software ANAREDE and transient stability simulator ANATEM, developed by the Electrical Energy Research Center (CEPEL). For the purpose of power flow studies, photovoltaic generators are modeled as PQ buses with Q=0. The modelling of photovoltaic generators for dynamic studies is based on WECC (Western Electricity Coordinating Council) model, wich was inserted into file User Defined Controller (CDU) from ANATEM. The undervoltage protection of photovoltaic generator is also considered. The case studies were performed on a combined transmission and distribution model.

O emprego de geradores fotovoltaicos (FV) conectados ao sistema de distribuição de energia elétrica tem apresentado um crescimento significativo na última década. No Brasil, sua existência ainda é reduzida, entretanto a previsão é que esta aumente nos próximos anos em função das novas regulamentações estabelecidas pelas concessionárias de energia, com apoio da Agência Nacional de Energia Elétrica. O estudo das consequências trazidas pela conexão massiva de geradores FV possibilita o planejamento correto de operação do sistema de distribuição, evitando assim, a degradação da qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Dentro desse contexto, este trabalho possui como objetivo a análise da influência que um elevado nível de penetração de sistemas FV possui em um sistema de distribuição de energia elétrica. Durante as análises, foram considerados diversos geradores FV distribuídos aleatoriamente em dois sistemas de distribuição teste bastante distintos. O programa de simulação computacional empregado foi o OpenDSS. Os estudos consideraram situações de regime permanente e foram feitas abordagens empregando variações temporais, com o propósito de avaliar o comportamento e a interação entre os perfis de carga e geração FV. Os resultados mostraram a importância de considerar as variações temporais de demanda e de geração, e apontaram que o perfil de tensão em regime permanente, nível de desbalanço de tensão, perdas técnicas, regulação da tensão e desconexão dos geradores são fatores importantes que devem ser avaliados em estudos deste tipo. Além disso, mostrou-se que possíveis impactos negativos decorrentes da introdução massiva de geradores fotovoltaicos podem ser mitigados utilizando as soluções propostas ao final deste trabalho. / The employment of photovoltaic (PV) generators connected to the grid has increased significantly in the past decade. In Brazil, there are a few PV systems nowadays, but this scenario tends to change since new regulations have been established by the utilities with support of the Brazilian Electrical Energy Agency. The study of the effects caused by high penetration levels of PV generators enables the correct operation of the distribution networks and prevents the degradation of power quality provided to the consumers. In this context, the purpose of this research is to analyze the consequences caused by high-penetration levels of PV systems in distribution networks. Several distributed PV generators are considered and located randomly in two distinct distribution test feeders. The studies were carried out by using the software OpenDSS. The analysis focused on steady state studies and typical daily load and PV generation curves have been considered to evaluate the behavior and the interaction between loads and PV generation. The results have shown the importance of considering such load and power variation, and pointed out that voltage profile, voltage unbalance level, technical losses, voltage regulation and generators disconnection are important issues to be studied in situations like the ones analyzed in this work. Furthermore, possible negative impacts caused by high PV penetration levels can be mitigated by employing the potential solutions proposed in this dissertation.

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de estratégia global de controle de tensão que emprega programação não linear e duas extensões de estratégias de controle de tensão, encontrados na literatura. O principal objetivo destas estratégias é solucionar o problema de aumento de tensão nas redes de distribuição de baixa tensão, causado pela injeção de potência do gerador fotovoltaico distribuído. Estas estratégias de controle de tensão foram implementadas e analisadas a fim de verificar a sua eficácia e comparar os seus comportamentos. Para os testes, foram considerados a operação de geradores fotovoltaicos monofásicos e trifásicos distribuídos em um sistema teste de distribuição em baixa tensão. Os resultados mostraram que depois da aplicação das estratégias de controle, os perfis de tensão em regime permanente ficaram dentro da faixa de tensão permitida, obtendo-se uma mínima redução de potência ativa injetada dos geradores fotovoltaicos com os seus correspondentes fatores de potência. / Abstract: This work presents a proposal of a global voltage control strategy that use nonlinear programming and two extensions of voltage control strategies that are found in the literature. The main objective of these strategies is to solve the problem of voltage increase in low voltage distribution networks, caused by the power injection of the distributed photovoltaic generator. These voltage control strategies have been implemented and analyzed in order to verify their effectiveness and compare their behaviors. For the test, the operation of single-phase and three-phase photovoltaic generators distributed in a low voltage distribution test system were considered. The results showed that after the application of the control strategies, the steady-state voltage profiles were whihin the allowed voltage range, obtaining a minimum reduction of the active power injection of the photovoltaic generators with their corresponding powe factors. / Mestre

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2879964 bytes, checksum: c3e37ecb0614aa78a57b7162a768d8c3 (MD5) Previous issue date: 2013-06-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Energy has been an important economic, political and social factor in the world, especially since the second half of the twentieth century. It is crucial for economic and human development and fundamental to improve the population ́s life quality. In this context, the use of Distributed Generation (DG) of electrical energy has been increased attention, mainly from renewable sources. Despite the generation of solar PV is still considered not economically competitive, this technology has been promoted through governmental programs. Consequently, it has seen a strong growth in its use both in Brazil and in the world. In this study, we investigated the localization methods of distributed generation with energy storage from the point of view of the electrical energy distribution utilities. We chose to use the methodology described by Toledo, 2013 , based on the calculation of the general index (IG). This index is composed of technical, economic and environmental aspects. The economic aspect is composed of the line losses sub-index (IPL) and the load factor sub- index (IFC), the technical aspect of the voltage profile (IPT) sub-index and the reliability (IC) sub-index, and lastly, the environmental aspect is composed of the environmental sub-index (IAMB). In each sub-index was applied a set of weights that have options to value certain aspect. It was proposed to use the pre-selection criteria, in order to identify areas of great or minor interest to install the GD with energy storage, thereby reducing the universe of analysis. The pre - selection criteria were defined as: the distribution grid characterization, location, installation type, connection cost and load priority. For the analyzes we used the software for energy planning, Homer, and PSS ADEPT to calculate the power flow. The five distribution feeders analyzed are located in the metropolitan region of Belo Horizonte, Minas Gerais of the utility CEMIG. It was also analyzed the general simplified index, which is the general index less the sub-indices that depend on the calculation of the power flow, i. e., the line losses and the voltage profile. The analysis consisted of the indication of the optimal locations for the insertion of GD with energy storage. The methodology used was appropriate for the proposed goal, i. e., to determine the optimal locations for insertion of distributed generation with energy storage, from the electrical energy distribution utilities point of view. Finally, some suggestions were proposed for future work in order to improve the methodology. / Energia tem sido um dos fatores importantes para o desenvolvimento econômico, político e social ocorrido no mundo, principalmente, desde a segunda metade do século XX. É crucial para o desenvolvimento econômico e humano e fundamental para a melhoria da qualidade de vida da população. Nesse contexto, a utilização da Geração Distribuída (GD) da energia elétrica vem ganhando destaque, principalmente a advinda de fontes renováveis. Apesar da geração de energia solar fotovoltaica ser ainda considerada não competitiva economicamente, essa tecnologia vem sendo promovida por meio de programas governamentais. Consequentemente, tem se observado um forte crescimento de sua utilização tanto no Brasil como no mundo. Nesse trabalho, foram pesquisados métodos de localização da geração distribuída com armazenamento de energia do ponto de vista de concessionárias de distribuição de energia elétrica. Optou-se por utilizar a metodologia descrita por Toledo, 2013, que se baseia no cálculo do Índice Geral (IG). Esse índice é composto por aspectos técnicos econômicos e ambientais. O aspecto econômico é composto pelo sub-índice de perdas na linha (IPL) e pelo sub- índice do fator de carga (IFC), o aspecto técnico pelo sub-índice do perfil de tensão (IPT) e pelo sub-índice de confiabilidade (IC), e por último, o aspecto ambiental definido pelo sub-índice ambiental (IAMB). Em cada sub-índice foi aplicado um conjunto de pesos para que se tenham opções de valorizar determinado aspecto. Foi proposta a utilização de critérios de pré-seleção com o objetivo de identificar áreas de maior ou menor interesse para a instalação da GD com armazenamento de energia, assim diminuindo o universo de análise. Os critérios de pré-seleção foram definidos como: caracterização da rede de distribuição; localização; tipo de instalação; custo de conexão e prioridade da carga. Para as análises realizadas utilizou-se o software de planejamento energético, Homer, e o PSS ADEPT para o cálculo do fluxo de potência. Os cinco alimentadores de distribuição analisados são localizados na região metropolitana de Belo Horizonte, MG da concessionária CEMIG. Foi também analisado o índice geral simplificado, que é o índice geral menos os sub-índices que dependem do cálculo do fluxo de potência, i. e., perdas na linha e o perfil de tensão. A análise realizada consistiu de indicar locais ótimos para a inserção da GD com armazenamento de energia. A metodologia utilizada mostrou-se apropriada para o objetivo proposto, i. e., de determinar locais ótimos para a inserção da geração distribuída com armazenamento de energia, do ponto de vista de concessionárias de distribuição de energia elétrica. E por fim, foram propostas algumas sugestões para trabalhos futuros e para o aprimoramento da metodologia.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Lapolli Brighenti.pdf: 3144485 bytes, checksum: ef4bec6685acef1329cfcdfd36c9e40e (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The goal of this work is to present an alternative solution for processing the energy obtained in the photovoltaic cogeneration. The standards associate with the connection of inverters with the distribution grid for this application allow the use of non-isolated systems, such as line commutated inverters, associated to an autotransformer with differential connections forming a non-isolated multipulse converter. Therefore the energy delivered to the grid have low current harmonic distortion, besides a system high efficient, extremely robust, able to process great quantity of power at a lower cost than the high frequency commutated converters. It is possible to control the average voltage in connection with photovoltaic panels through the firing angle of the SCRs. This way, it is possible to do the maximum power point tracking without any additional converter for this purpose. The objective of this converter is to use in isolated and desert locations to large sized installation without frequent maintenance. The elements of the converter are already naturally robust and consolidated technologies, assuring a high reliability to the system and reduced costs. The results of a reduced scale prototype with maximum power of 2.3 kVA are presented. One of the main characteristics is the high efficiency even at low power. One of the main factors of this high efficiency and low cost is the use of the autotransformer, that processes only 22% of the total power provided by the photovoltaic panels. / Este trabalho tem o objetivo de apresentar uma solução alternativa para o processamento da energia obtida na cogeração fotovoltaica. As normas referentes à conexão de inversores para esta aplicação com a rede de distribuição permitem o uso de sistemas não isolados, sendo assim, é resgatado o uso de inversores não autônomos, associando-os a um autotransformador com conexões diferenciais formando assim um conversor multipulsos não isolado. Desta forma, a energia entregue à rede possui baixa distorção harmônica na corrente, além de ser um sistema com alta eficiência, extremamente robusto e capaz de processar grande quantidade de potência a um custo inferior aos conversores comutados em alta frequência. É possível controlar a tensão média em que os painéis fotovoltaicos são conectados através do ângulo de disparo dos tiristores, desta forma é possível fazer o rastreamento do ponto de máxima potência sem a necessidade de um conversor dedicado a isto. O objetivo deste conversor é usá-lo em locais ermos e desérticos para fazer uma instalação de grande porte sem a necessidade de manutenção frequente. Os elementos que compõe o conversor já são naturalmente robustos e de tecnologias bem consolidadas, garantindo uma alta confiabilidade ao sistema e custo reduzido. São apresentados os resultados de um protótipo em escala reduzida com potência máxima de 2,3 kVA, sendo que uma das características principais deste conversor é a alta eficiência mesmo para baixas potências. Um dos fatores primordiais para obter esta alta eficiência e baixo custo é a utilização do autotransformador que processa apenas 22% da potência total fornecida pelos painéis.