Navegando por Assunto "Photovoltaic generation"

Agora exibindo 1 - 9 de 9

Acesso aberto (Open Access)
Análise dinâmica da condição de runaway em reguladores de tensão devido á presença de geração fotovoltaica nas redes de distribuição
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-19) COSTA, Juliana Portugal da; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Esta Dissertação analisa impactos de geradores fotovoltaicos sobre reguladores de tensão presentes em redes de distribuição. Para a realização das análises, simulou-se o comportamento de dois sistemas testes de redes de distribuição no software ANATEM, sendo o primeiro deles um sistema genérico de 20 barras e o segundo, a rede UKGDS 95 barras. Foram modelados no software geradores fotovoltaicos e funções representativas do regulador de tensão, considerando o Compensador de Queda de Tensão em Linha (LDC - line drop compensator), por meio da funcionalidade CDU. As simulações desenvolvidas refletiram o aumento da injeção de potência ativa pelos geradores na rede de distribuição, devido a variação positiva nos níveis de irradiação incidente nos módulos fotovoltaicos. Assim, tornou-se possível observar a reversão no fluxo de potência através do alimentador, a qual ocorre quando o nível de penetração da geração fotovoltaica e maior que a carga do sistema e que, em determinadas condições, leva o regulador a perder sua capacidade de regulação. Este fenômeno, no qual o regulador de tensão perde a capacidade de controlar a tensão na barra desejada, e conhecido como condição de runaway e é detalhado por meio de simulações dinâmicas, estudos até então ausentes na literatura do assunto.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do impacto de geradores fotovoltaicos na estabilidade transitória de geradores síncronos distribuídos
(Universidade Federal do Pará, 2018-02-19) PINHEIRO, Wanessa Tâmiris de Souza; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
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.
Acesso aberto (Open Access)
Controle de frequência de geração fotovoltaica considerando inércia virtual
(Universidade Federal do Pará, 2018-01-30) RAMOS, Vanessa Menezes; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
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.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de monitoração na geração fotovoltaica em comunidades isoladas
(Universidade Federal do Pará, 2023-04-26) GONÇALVES, Francisco Reginaldo Conceição; VIEIRA JÚNIOR, Petronio; http://lattes.cnpq.br/1958791286192330
Nos dias atuais a energia solar fotovoltaica representa parcela significativa de toda a energia elétrica consumida no mundo. É crucial o desenvolvimento de ferramentas para monitoramento do sistema solar que visam manter a produtividade da geração e mitigar riscos de segurança. Este trabalho apresenta uma proposta de plataforma de desenvolvimento de monitoração de geração fotovoltaica para comunidades isoladas constituída de simulação da geração, transmissão de dados, banco de dados e sistema supervisório. O modelo matemático usado na simulação baseia-se em um sistema em implementação pelo Grupo de Tecnologia da Automação (GTA) no Laboratório de Engenharia Elétrica do Campus Universitário da UFPA em Belém. Os dados são obtidos por simulação e são transmitidos para a nuvem através de um microcontrolador NodeMCU ESP8266. O computador, além de realizar a simulação, para obtenção de dados de geração fotovoltaica, também acessa as nuvens, adquirindo dados para o supervisório. O sistema supervisório é desenvolvido sobre as plataformas de Internet das Coisas (IoT) Thingspeak e Banco de Dados em Nuvem, permitindo a detecção e diagnóstico de falhas. São analisadasmedidas como intensidade de radiação solar, temperatura, umidade, tensão elétrica e corrente elétrica objetivando o diagnóstico de falhas. Por meio da computação em nuvem os dados são armazenados e disponibilizados, em tempo real, com ampla capacidade e mobilidade, permitindo o monitoramento remoto do sistema. São utilizadas ferramentas de banco de dados com interfaces dedicadas, assim como plataformas voltadas à internet das coisas. A geração fotovoltaica está sendo implementada em bancada experimental, e os parâmetros do modelo simulado possuem as mesmas amplitudes do modelo real, que possui 1 painel solar de potência máxima 130W, tensão de potência máxima 17,6V e corrente de potência máxima 7,39A. A perspectiva deste trabalho é melhoria do fornecimento de energia elétrica para comunidades isoladas através de monitoração do sistema de geração à distância, com impacto social e econômico
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento e modelagem de uma nanorrede de distribuição em corrente contínua em baixa tensão com sistemas de geração distribuída
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-23) TORRES, Pedro Ferreira; MACÊDO, Wilson Negrão; http://lattes.cnpq.br/3386249951714088
O conceito de minirredes de distribuição em corrente contínua (c.c.) vem ganhando espaço na academia e na indústria no que diz respeito ao desenvolvimento de aplicações de redes de distribuição com grande inserção de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia. A adoção de um sistema de distribuição em corrente contínua facilita a integração de fontes como a geração fotovoltaica e a eólica e de sistemas de armazenamento, como baterias, uma vez que estas tecnologias em geral operam intrinsecamente em corrente contínua. Neste sentido, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma nanorrede de distribuição em corrente contínua (NDCC) instalada no laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará. A rede desenvolvida é composta por três sistemas de geração fotovoltaica (FV) e armazenamento em bancos de baterias e três bancos de carga majoritariamente resistiva, distribuídos ao longo dos 200 m de rede de topologia em anel, em um barramento de 24 Vcc. Foram desenvolvidas duas metodologias de simulação capazes de reproduzir o comportamento operacional da nanorrede em condições estáticas e dinâmicas, possibilitando a avaliação do desempenho da rede ao longo de um dia de operação. Também foram realizados ensaios com medições em pontos estratégicos da rede, a fim de avaliar o comportamento do sistema mediante condições especificas de funcionamento, normais e em contingência. Os resultados obtidos atestam a capacidade da nanorrede em atender as cargas de maneira confiável, desde que respeitadas as limitações do sistema de geração e armazenamento de energia implementados. Além disso, verificou-se que as características relativas à topologia do controlador de carga comercial utilizado para compor a nanorrede de distribuição em corrente contínua são benéficas à qualidade da energia para o porte e topologia da rede desenvolvida.
Acesso aberto (Open Access)
Gerenciamento de energia residencial com geração fotovoltaica utilizando recozimento simulado
(Universidade Federal do Pará, 2016-09-16) VILAR, Diego Branches; AFFONSO, Carolina de Mattos; http://lattes.cnpq.br/2228901515752720
A evolução das redes tradicionais em redes inteligentes tem contribuído para o aumento da penetração da geração distribuída nos sistemas elétricos. Além disso, a maior integração da Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) com os Sistemas Elétricos de Potência (SEP) tem possibilitado o envolvimento do consumidor à gestão da demanda, que ganhou um interesse crescente nos últimos anos. Apesar de ser um tema discutido desde meados de 1980, somente com o advento das Redes Inteligentes o mesmo passou a ser mais difundido. Nesse sentido, o consumidor deve ter o conhecimento das estratégias de gerenciamento pelo lado da demanda (GLD) para poder tirar vantagem deste programa. Portanto, Esta dissertação de mestrado tem como objetivo desenvolver uma metodologia de gerenciamento de energia residencial (do inglês, Home Energy Management System - HEM), para auxiliar o cliente na tomada de decisões quanto ao deslocamento de carga fornecendo propostas de agendamento para o consumo de energia em residências, em resposta aos sinais tarifários, de modo a reduzir os gastos do consumidor com a compra de energia fornecida pela concessionária e otimizar o uso da geração fotovoltaica.
Acesso aberto (Open Access)
Impacto de redes de distribuição com massiva conexão de geradores fotovoltaicos na estabilidade de tensão de longo-prazo em sistemas de potência
(Universidade Federal do Pará, 2017-03-31) BARATA, Heitor Alves; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
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.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de planejamento para inserção de geradores fotovoltaicos em redes elétricas isoladas e supridas por geradores a diesel
(Universidade Federal do Pará, 2013-09-05) GONÇALVES, Cláudio; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Fontes renováveis de energia baseadas na geração fotovoltaica (GFV) são alternativas energéticas promissoras para a complementação da geração elétrica convencional e centralizada, como usinas térmicas a diesel que suprem potência para redes elétricas isoladas em cidades e localidades remotas na Amazônia. A alocação e o dimensionamento de geradores para aplicação como geração distribuída (GD) é um problema desafiador, com implicações técnicas e econômicas, relacionadas ao planejamento, projeto e operação da rede e, particularmente, a GFV em função das condições ambientais, principalmente radiação solar e temperatura ambiente. Esta tese apresenta uma metodologia analítica para alocar e dimensionar a potência ativa de unidades de geração fotovoltaica, composta pelo gerador FV integrado ao inversor CC/CA (GDFV) para integração, de forma concentrada ou dispersa em redes isoladas de média tensão, e contempla o atendimento de múltiplos objetivos, melhoria do perfil de tensão da rede, redução das perdas ativas e redução da participação da geração a diesel, proporcionando redução no consumo de óleo diesel e, consequentemente, redução da poluição ambiental. A solução global do método proposto constitui um compromisso em relação a esses objetivos, apresentando ponderações diferenciadas para os mesmos, de acordo com prioridades estabelecidas no planejamento do sistema elétrico sob estudo. Para validação da metodologia proposta, foram modeladas e simuladas as redes de 33 e 69 barras do IEEE e um sistema elétrico isolado, cuja usina térmica a diesel supre alimentação para a cidade de Aveiro-PA, Região Amazônica, obtendo-se como resultados dessas simulações melhoria significativa no perfil de tensão, redução nas perdas ativas e na potência de geração a diesel, de acordo com indicadores técnicos que permitem a avaliação quantitativa da integração da GDFV na rede elétrica.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de um sistema de armazenamento térmico para aplicação de gerenciamento pelo lado da demanda em uma rede de distribuição universitária
(Universidade Federal do Pará, 2018-08-16) SOUZA, Zaire de Assis Ferreira; AFFONSO, Carolina de Mattos; http://lattes.cnpq.br/2228901515752720
A presente dissertação propõe o gerenciamento ótimo da demanda de refrigeração de uma rede de distribuição universitária para promover maior economia e eficiência energética utilizando a inercia térmica de salas de aula climatizadas como elemento armazenador de energia térmica e geração fotovoltaica. O método proposto considera a variação horária da temperatura ambiente influenciando a variação da temperatura interna das salas de aula e o consumo de energia ao longo do dia, sabendo que a unidade consumidora é tarifada no modelo Horo-Sazonal Verde. A análise das cargas da unidade consumidora leva a concluir que a maior parte da energia consumida é destinada a algum tipo de carga de refrigeração, sobretudo a climatizadores de ambiente, assim, considerar a gestão deste tipo de cargas no contexto das redes inteligentes (Smart Grids) é uma maneira coerente de impactar positivamente no aumento da eficiência energética. O gerenciamento pelo lado da demanda é realizado com base em Algoritmo Genético e os resultados comprovam a eficácia do método proposto em equilibrar o gerenciamento energético e promover um aumento considerável na economia com os gastos de energia.