Alocação de geradores distribuídos com controle Volt-Watt em redes de distribuição usando algoritmo genético

Abstract

O crescimento acelerado da geração distribuída, com destaque para a inserção de fontes renováveis intermitentes como a energia solar fotovoltaica, impõe severos desafios operacionais aos sistemas de distribuição de energia elétrica. O fluxo bidirecional de potência e as variações bruscas na injeção de energia frequentemente resultam em violações dos limites regulamentares de tensão e no aumento das perdas técnicas na rede. Diante desse cenário, a otimização dos recursos já existentes narede surge como uma alternativa viável e de baixo custo em relação às tradicionais e onerosas obras de expansão da infraestrutura física. Este estudo apresenta o desenvolvimento de uma metodologia computacional focada nessa problemática, unindo um algoritmo evolucionário a um método robusto de fluxo de potência trifásico assimétrico, avaliando a população de soluções para determinar de forma automatizada a alocação de geradores e o ajuste de curvas de controle dinâmico de inversores inteligentes. O controle analisa a relação entre a tensão medida na barra e a potência ativa injetada pelo inversor, atuando diretamente na regulação do sistema elétrico.

The accelerated growth of distributed generation, particularly the integration of intermittent renewable sources such as photovoltaic solar energy, imposes severe operational challenges on electrical power distribution systems. Bidirectional power flow and abrupt variations in energy injection frequently result in violations of regulatory voltage limits and increased technical losses in the grid. In this scenario, optimizing existing grid resources emerges as a viable and low-cost alternative to traditional and expensive physical infrastructure expansion projects. This study presents the development of a computational methodology focused on this problem, combining an evolutionary algorithm with a robust three-phase asymmetric power flow method, evaluating the population of solutions to automatically determine generator allocation and adjust dynamic control curves for smart inverters. The control analyzes the relationship between the voltage measured at the bus and the active power injected by the inverter, directly influencing the regulation of the electrical system.