Modelo Integração da GD Mudança de Paradigma

Integração da GD

Mudança de paradigma

Na aula de SCRI entramos na segunda parte da matéria, Redes Inteligentes. O professor começou por comparar a arquitetura das redes convencionais com as redes contemporâneas. De facto, as redes convencionais apresentam um fluxo unidirecional desde a geração e transmissão até à distribuição. Contudo, nas redes contemporâneas a energia flui em dois sentidos. Desta forma, nestas redes verificamos uma alteração de paradigma e de estrutura com o aparecimento da geração distribuída na rede. Analisou-se também, um gráfico de potências instaladas em Portugal, onde foi possível verificar não só uma crescente de fontes fotovoltaicas, mas também o crescimento e a estagnação de fontes eólicas, entre outros aspetos. O professor explicou igualmente o efeito da curva de pato relacionado com rampas elevadíssimas de potência, o risco de apagão e a degradação da qualidade da onda. Por fim abordou os inconvenientes da integração de produção distribuída.

Nos últimos tempos, a tendência é não considerar a GD apenas, mas em um contexto mais amplo, que inclui o uso de dispositivos de armazenamento de energia e cargas responsivas e/ou controláveis – este novo conceito é geralmente referido como Energia Distribuída Recursos (DER).

Impacto das mudanças que estão ocorrendo

Os impactos potenciais no nível de distribuição incluem o seguinte:

Sobrecarga

• Sobrecarga de alimentadores e transformadores pode ocorrer devido a grandes quantidades de produção durante os períodos de baixo consumo;

Perfil de Perdas

• O perfil de perdas no nível de distribuição também será significativamente modificado como uma consequência da integração do DG;

Risco de Sobretensões e Subtensões

• O risco de sobretensões aumenta devido à produção em partes remotas de um alimentador de distribuição. Isso poderia, em teoria, ocorrer antes que a produção exceda o consumo. Em alguns casos, mas provavelmente são raros, as subtensões podem ocorrer devido à produção em outro alimentador;

Qualidade de Energia

• Devido à introdução da geração distribuída, o nível de perturbações na qualidade de energia pode aumentar além do que é aceitável para outros clientes;

Operação incorreta das proteções

• Operação incorreta das proteções é outra consequência potencial de grandes quantidades de geração distribuída. Isso pode ser falha de operação ou indesejada Operação.A falha potencial em detectar a operação insular descontrolada é o impacto mais discutido na proteção.

Um exemplo do impacto no sistema de transmissão:

Rampas de energia

• Rampas de energia: os operadores do sistema enfrentarão condições rigorosas para trazer ou desligar a geração para atender a uma demanda crescente ou decrescente de eletricidade em um curto período de tempo;

Risco de excesso de oferta

• Risco de excesso de oferta - quando mais eletricidade é fornecida do que o necessário para satisfazer a eletricidade em tempo real consumo;

Frequência degradada e controle de tensão

• Frequência degradada e controle de tensão: menos recursos disponíveis para fornecer controle de rede.

Um exemplo do impacto no sistema de distribuição:

As atuais redes de distribuição foram projetadas para transportar energia da rede de alta tensão aos pontos de consumo, geralmente localizados em áreas com grande densidade populacional. Como os clientes não demandam energia de ponta ao mesmo tempo, para garantir um dimensionamento eficiente da rede, um fator de simultaneidade é assumido para fins de planejamento, de acordo com as regulamentações nacionais.

No entanto, quando uma rede dimensionada dessa forma é usada para evacuar a geração FV, o fator de simultaneidade (FS) assumido não é mais válido, pois todos os painéis FV em uma determinada área são expostos simultaneamente à mesma fonte solar (SF = 1) . Em alguns cenários, os fluxos de energia podem até exceder a capacidade máxima da rede, levando a congestionamentos e aumento de perdas.

Redes de Distribuição

As redes de distribuição são muitas vezes construídas como circuitos em malha, mas operadas radialmente. A sua topologia muda frequentemente durante as operações em resultado de avarias ou da necessidade de efetuar ações de manutenção.

A estrutura da rede é muito dinâmica e muda conforme a rede é expandida.

Durante as últimas décadas, foi projetado e operado com base em um princípio fundamental: o fluxo de energia unidirecional, já que o principal papel da rede de distribuição era fornecer energia aos consumidores (elas não foram projetadas para hospedar a geração).

Assim, o planejamento da rede distribuidora tem este princípio em consideração: tentar fornecer soluções para o crescimento futuro da carga de ponta com soluções tecnicamente viáveis que sejam projetadas para evitar problemas técnicos (quedas de tensão, congestionamentos, etc.) durante a fase de operação.

Além disso, como consequência do referido princípio operacional das redes de distribuição, suas capacidades de monitoramento e controle são tipicamente muito limitadas.

        DMS ←→ RTU ← AT, tranformador, MT e banco de condensadores

Controle de tensão em sistemas de distribuição

O controlo de tensão deve ser tal que a magnitude da tensão permaneça dentro de uma faixa definida por um “limite de subtensão” e um “limite de sobretensão”.

Tradicionalmente, muitos operadores de rede de distribuição usavam uma faixa de 5 a 8% em torno da tensão nominal em seus projetos de alimentadores de distribuição.

Atualmente, a maioria das operadoras de redes européias se refere ao padrão europeu de características de tensão EN 50160 , onde são dados limites de 90% e 110% da tensão nominal.

A banda morta é normalmente escolhida um pouco acima da tensão nominal para permitir a queda de tensão ao longo dos alimentadores de média e baixa tensão.

A tensão para o cliente mais remoto durante a carga máxima deve estar acima do limite de subtensão. A tensão para clientes remotos pode ser aumentada em até 5% usando um transformador de distribuição com uma relação de espiras diferente. Ao mesmo tempo, a tensão durante a carga baixa não deve exceder o limite de sobretensão para nenhum dos clientes.