Implementação do fluxo de potência pelo método de newton-raphson considerando geração distribuída e veículos elétricos

Abstract

O Sistema Elétrico de Potência pode ser divido em três grandes blocos: geração, transmissão e distribuição, no qual a energia escoa do gerador até o consumidor final. Essa estrutura convencional está sendo alterada com a inserção de novas tecnologias como veículos elétricos e geração distribuída. Com a entrada desses equipamentos e a tendência de aumento do consumo de energia com o tempo, compreender o funcionamento dessa nova estrutura é fundamental para planejar e operar o sistema elétrico brasileiro. Para isso, a avaliação estática é uma metodologia largamente utilizada nas empresas de transmissão e distribuição e traz informações valiosas que contribuem para o planejamento da operação do sistema. Esta metodologia é conhecida como fluxo de potência (ou fluxo de carga) e baseia-se em métodos matemáticos para analisar os parâmetros de um sistema. Os resultados se traduzem no conhecimento das variáveis elétricas da rede para uma determinada condição do sistema. Estas variáveis são: as tensões e correntes fasoriais e as potências ativa e reativa do sistema, bem como as perdas de potência. Neste trabalho implementa-se um código no software Matlab, baseado no método de Newton-Raphson, para avaliar o fluxo de carga de sistemas elétricos de potência, encontrar o perfil de tensão das redes e as perdas elétricas envolvidas, considerando a entrada de geração distribuída e veículos elétrica na modalidade V2G nesta rede. Valida-se a implementação do código a partir de um sistema exemplo de três barras. Com o mesmo sistema de três barras, altera-se as variáveis da rede e analisa-se cinco cenários distintos de operação de uma rede de distribuição: horário fora de pico, horário fora de pico com geração distribuída, horário de pico, horário de pico com veículos elétricos na modalidade V2G e horário de pico com veículos elétricos na modalidade V2G e geração distribuída. Em todos os cenários, encontra-se uma melhora no perfil de tensão e diminui-se a perdas elétricas do sistema em análise, com destaque para a simulação 2 que reduziu cerca de 69,9% das perdas elétricas do cenário anterior e para a simulação 5 que reduziu cerca de 69% das perdas elétricas quando comparado com a simulação 3. Ainda, neste trabalho, não foram considerados os limites de transmissão das linhas e dos geradores e, portanto, estes resultados têm por objetivo avaliar a ferramenta implementada para diferentes cenários do sistema exemplo.