Análise do impacto da inserção massiva de geração distribuída fotovoltaica nos níveis de curto-circuito em redes de distribuição de energia elétrica - Barradas, Henrique Molina [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018)
Com a crescente utilização de fontes renováveis de geração de energia por parte dos consumidores de energia elétrica, há a necessidade de se avaliar quais serão os impactos da conexão destes geradores no sistema de distribuição. De modo geral, um sistema onde há geradores distribuídos (GDs) conectados apresentará alteração na corrente de curtocircuito devido ao aumento do nível de tensão. A mudança na corrente de curto-circuito que passa pelos dispositivos de proteção pode leva-los a atuações indesejadas, a atuações descoordenadas e a não atuarem. Para observar com maior detalhe o que ocorre no sistema quando são inseridos GDs, desenvolveu-se neste trabalho equações que descrevem principalmente a corrente de curto-circuito de um sistema para este cenário. Com isso pode-se observar qual a relação que a corrente na saída da subestação possui com as outras variáveis do sistema (correntes das cargas, das gerações e impedância das linhas do sistema), pois o local onde a GD é inserida pode causar efeitos distintos na corrente da subestação. Considerando que o maior número de GDs conectados no sistema brasileiro é do tipo solar, geradores fotovoltaicos, este trabalho traz uma análise para este tipo de gerador conectado no sistema. Este tipo de geração é interessante também pelo fato de utilizar inversores para a sua conexão com a rede. Para observar este comportamento são utilizados três sistemas testes, o primeiro apresenta 17 barras e a análise é realizada em baixa tensão, o segundo é o sistema de 13 barras do IEEE onde se analisou a influência na rede de média tensão devido a conexão dos geradores na baixa tensão e por último analisou-se um sistema real de distribuição onde as gerações estão conectadas junto às cargas em baixa tensão. Como resultado, para os três sistemas a inserção massiva de GDs fotovoltaicos causou uma redução na corrente de curto-circuito na subestação. Para realizar estas análises utilizou-se o software DIgSILENT®, largamente empregado pelas concessionárias de energia elétrica garantindo confiabilidade para os resultados obtidos.

With the increasing use of renewable energy sources by electricity consumers, it is necessary to evaluate the impact of the connection of these generators to the distribution system. Generally, a system where there are connected distributed generators (GDs) will show a change in the short-circuit current due to the increased voltage level. The change in the short-circuit current that passes through the protection devices can lead them to unwanted actions, uncoordinated actions and not acting. To observe in more detail what happens in the system when GDs are inserted, we have developed in this work equations that mainly describe the short-circuit current of a system for this scenario. Thus, it is possible to observe the relation that the current in the output of the substation has with the other variables of the system (loads, generators and impedances of the system lines), because the place where the GD is inserted can cause different effects in the substation current. Considering that the largest number of GDs connected in the Brazilian system is of the solar type, photovoltaic generators, this work brings an analysis for this type of generator connected in the system. This type of generation is also interesting because it uses inverters for its connection to the network. In order to observe this behavior, three test systems are used, the first presents 17 buses and the analysis is carried out at low voltage, the second is the IEEE 13 bus system, where the influence on the medium voltage network was analyzed due to the connection of the generators in the low voltage and finally a real distribution system was analyzed where the generations are connected next to the low voltage loads. As a result, for all three systems the massive insertion of photovoltaic GDs caused a reduction in the short-circuit current at the substation. In order to carry out these analyzes, DIgSILENT® software was used, widely used by the electric power utilities, guaranteeing reliability for the results obtained.
Analysis of the impact of massive insertion of photovoltaic distributed generation on short-circuit levels in electricity distribution networks
Keywords: Geração distribuída; Curto-circuito; Inversores; Distributed generation; Short-circuit; Protection system