Compensação reativa em sistemas elétricos com alta penetração de geração renovável: uma análise comparativa por curvas PV e QV

Abstract

Este trabalho compara estratégias de compensação de potência reativa em sistemas elétricos com alta penetração de recursos baseados em inversores, avaliando seu efeito sobre os perfis de tensão e sobre a estabilidade de tensão estática, bem como a sensibilidade dos resultados às escolhas de modelagem e parametrização. A pesquisa adota o sistema-teste IEEE de 14 barras, modelado no programa ANAREDE, e emprega duas ferramentas complementares de análise estática: as curvas QV, que quantificam a margem local de potência reativa de cada barra, e as curvas PV, obtidas por fluxo de potência continuado, que quantificam a margem sistêmica de carregamento. O estudo constrói um caso base validado e três cenários de penetração renovável crescente (20\%, 40\% e 60\% da geração convencional de referência), mantendo a carga total constante por redespacho proporcional das máquinas síncronas, e sobre eles compara quatro estratégias: banco de capacitores, compensador estático de reativos (SVC), compensador síncrono estático (STATCOM) e controle Volt-VAR distribuído dos inversores. A análise identifica a Barra 14 como a mais vulnerável e revela divergência sistemática entre os rankings de fragilidade obtidos pelos dois métodos, o que evidencia a necessidade da abordagem combinada. O trabalho demonstra que o crescimento da potência de colapso com a penetração de fontes de energia renováveis constitui artefato metodológico, e não ganho efetivo de robustez. O banco de capacitores mostra-se inviável por agravar as sobretensões do sistema; o SVC e o STATCOM apresentam desempenho estático equivalente e ganho fixo de margem; e o controle Volt-VAR proporciona ganho crescente com a penetração, porém acompanhado da saturação reativa das máquinas síncronas remanescentes. A pesquisa conclui que a estratégia mais adequada depende do nível de inserção\textbf{}, da métrica de estabilidade adotada e da parametrização do modelo, e que o suporte reativo distribuído não substitui a regulação de tensão convencional exercida pelas máquinas síncronas.