Avaliação em regime permanente do impacto da geração fotovoltaica no perfil de tensão diário de um alimentador da rede de distribuição; Caso de estudo: Alimentador real da região metropolitana de Florianópolis

Abstract

O objetivo deste trabalho é realizar uma análise do perfil de tensão diário de um alimentador real da rede de distribuição frente à inserção da geração fotovoltaica distribuída. Tal rede, integrante do sistema elétrico da região metropolitana de Florianópolis, foi modelada e validada nos softwares ANAREDE e ANATEM e de informações disponibilizadas pela concessionária. Os perfis de carga dos dias em estudo foram obtidos através de indicadores de correlação e erro quadrático médio, com o intuito de obter o perfil que melhor representasse um dia de consumo típico para as épocas de verão e inverno. Para os dias de carga selecionados foi obtido o fator de capacidade da geração fotovoltaica por meio de um modelo de previsão de geração a partir de aprendizado de máquina. As simulações dos perfis de tensão darede foram realizadas via ANAREDE e ANATEM, considerando cenários de carga de verão e inverno, variação horária da carga e diferentes níveis de penetração de geração fotovoltaica. A análise dos resultados demonstrou que a inserção de geração fotovoltaica promove melhora no perfil de tensão do alimentador ao longo do dia, com as tensões nas barras do sistema apresentando uma tendência a se tornar progressivamente mais uniformes à medida que a penetração da geração fotovoltaica aumenta. Além disso, evidenciou-se que a influência da geração fotovoltaica é significativamente maior em cenários de baixa carga, onde mesmo um percentual de potência instalada relativamente baixo já é suficiente para influenciar o perfil de tensão do alimentador.

The aim of this study is to analyze the daily voltage profile of a real distribution feeder in the face of distributed photovoltaic generation. This grid, part of the electrical system in the metropolitan region of Florianópolis, was modeled and validated using the ANAREDE and ANATEM software, based on information provided by the utility company. The load profiles for the days under study were obtained through correlation and mean square error indicators to find the profile that best represented a typical day of consumption for both summer and winter. For the selected load days, the Capacity Factor (CF) of the photovoltaic generation was calculated using a machine learningbased generation forecasting model. Simulations of the grid's voltage profile were conducted in softwares ANAREDE and ANATEM, considering the obtained summer and winter load scenarios, hourly load variation, and different levels of photovoltaic generation penetration. The analysis of the results demonstrated that the integration of photovoltaic generation promotes an improvement in the feeder's voltage profile throughout the day. The voltages at the system's buses showed a tendency to become progressively more uniform as the penetration of photovoltaic generation increases. Furthermore, it was evidenced that the influence of photovoltaic generation is significantly greater in low-load scenarios, where even a relatively low percentage of installed power is sufficient to shape the feeder's voltage profile, leading it to follow the behavior of the solar irradiance curve.