Avaliação do Impacto da geração distribuída no sistema elétrico de potência.

Abstract

Este Trabalho de Conclusão de Curso tem como objetivo analisar os impactos da inserção da Geração Distribuída (GD) no sistema de distribuição de energia elétrica, com foco em melhorias no perfil de tensão, redução de perdas e alívio do despacho dos geradores centrais. A geração distribuída consiste na produção de energia elétrica próxima ao ponto de consumo, em contraste com o modelo tradicional baseado em grandes usinas centralizadas. Essa abordagem proporciona vantagens como a diminuição das perdas elétricas, o aumento da resiliência das redes e a maior integração de fontes renováveis, como solar e eólica. Também pode reduzir custos para os consumidores e aumentar a segurança energética. No entanto, sua expansão traz desafios, como a necessidade de adaptação das proteções convencionais ao fluxo bidirecional de energia, a variabilidade da geração, a elevação dos níveis de tensão e a introdução de harmônicos, que afetam a qualidade da energia. A metodologia adotada neste estudo envolveu a definição de um sistema de teste baseado no modelo de 9 barramentos do Western System Coordinating Council (WSCC) e a realização de simulações utilizando o software PowerWorld Simulator, com o método de Newton-Raphson para análise do fluxo de potência. Foram comparados diferentes cenários: sem GD, com GD inserida em barramentos específicos e com GD em barramentos previamente sobrecarregados. Os resultados mostraram que a alocação da GD contribuiu para a melhora do perfil de tensão, a redistribuição do fluxo de potência e a diminuição das perdas no sistema. Por fim, a análise realizada demonstrou a importância do uso de ferramentas de simulação no planejamento de sistemas elétricos, de forma a mitigar eventuais falhas operacionais e aumentar a confiabilidade das redes de distribuição.

This Final Undergraduate Project aims to analyze the impacts of integrating distributed generation (DG) into the electric power distribution system, focusing on improvements in voltage profile, loss reduction, and relief of dispatch from central generators. Distributed generation refers to the production of electricity near the point of consumption, contrasting with the traditional model based on large, centralized power plants. This approach offers advantages such as reduced electrical losses, increased grid resilience, and greater integration of renewable energy sources such as solar and wind. It can also lower operational costs for consumers and enhance energy security. However, its expansion presents challenges, including the need to adapt conventional protection systems to bidirectional power flow, generation variability, elevated voltage levels, and the introduction of harmonics, which can compromise power quality. The methodology adopted in this study involved defining a test system based on the 9-bus model of the Western System Coordinating Council (WSCC) and conducting simulations using the PowerWorld Simulator software, applying the Newton-Raphson method for power flow analysis. Different scenarios were compared: one without DG, one with DG inserted at specific buses, and another with DG at previously overloaded buses. The results showed that the allocation of DG contributed to improved voltage profiles, redistribution of power flow, and reduced system losses. Finally, the analysis demonstrated the importance of using simulation tools in power system planning to mitigate potential operational failures and enhance the reliability of distribution networks.