Modelo de programação estocástica para a otimização de funções de controle de inversores inteligentes de sistemas fotovoltaicos em redes de distribuição

Abstract

Com o avanço na tecnologia de geração fotovoltaica, somado aos incentivos governamentais e com a grande incidência de irradiação solar sobre o Brasil, a cada dia que se passa mais sistemas fotovoltaicos são instalados por todo o país, com uma grande parcela conectada nas redes de distribuição. A grande inserção de geradores fotovoltaicos causa impactos na rede, como sobretensões sobre os barramentos, fluxo reverso de potência e sobrecarga. O presente trabalho tem como finalidade realizar o controle ótimo na injeção de potência ativa de inversores inteligentes de sistemas fotovoltaicos instalados em uma rede de distribuição, utilizando a função de controle Volt-Watt, a fim de minimizar os impactos sobre a rede. A formulação matemática se baseou em um modelo de programação estocástica, sendo utilizado o software AMPL para a codificação do problema aqui apresentado e para a solução foi empregado o solver Knitro. Com a implementação do sistema Volt-Watt obteve-se um controle ótimo na injeção de potência ativa no sistema de distribuição de teste de 33 barras, e dessa forma, foi melhorada a operação da rede.

With the advancement of photovoltaic generation technology, combined with government incentives and Brazil's high solar irradiation levels, an increasing number of photovoltaic systems (PVs) are being installed on distribution networks. The high penetration of PV generators introduces operational challenges such as overvoltages at buses, reverse power flow, and transformer overloading. This work aims to implement an optimal control strategy for active power injection from smart inverters in PV systems connected to a distribution network, using the Volt-Watt control function to mitigate these impacts. A stochastic mathematical formulation was developed and implemented in AMPL, with the optimization problem solved using the Knitro solver. Results for the IEEE 33-bus test distribution system demonstrate that the Volt-Watt strategy enables optimal active power control, contributing to improved network operation and reliability.