Ajuste ótimo da potência inserida por unidades de geração distribuída em alimentadores de média tensão

Abstract

O dimensionamento ótimo de unidades de Geração Distribuída é um problema à qual a formulação leva em consideração a redução de perdas nas linhas de distribuição, o controle de tensão, a capacidade (em MW) das unidades respeitando os limites operacionais do sistema. O principal objetivo do processo de dimensionamento é determinar os níveis de potência ativa e reativa a serem inseridas em um sistema de distribuição radial de forma a reduzir suas perdas totais e realizar controle de tensão. Para isto, duas técnicas de programação não linear são implementadas: Método da Aproximação Quadrática e Método de Newton. Primeiramente, são apresentadas as soluções encontradas para redução de perdas em sistemas de distribuição da literatura, trabalhando em carga média. Os testes são realizados em barras escolhidas no início, meio e fim dos sistemas, de forma a observar o comportamento das técnicas de programação não linear utilizadas. A segunda abordagem, leva em consideração novamente os dados da literatura, mas com um enfoque diferente: o controle de tensão. Neste teste é utilizado, junto às técnicas de programação matemática, o Método das Penalidades que penaliza à função objetivo caso as tensões não estejam dentro dos limites determinados. A última abordagem é realizada com sistemas de distribuição criados no intuito de simular situações reais como redes sem ramificações e trabalhando em três níveis de carga: leve, médio e pesado. Os resultados das simulações mostram reduções maciças das perdas para a primeira abordagem, e para a segunda abordagem tem-se o controle de tensão, observanso-se um aumento das perdas totais do sistema para que seja realizado o controle de tensão nos sistemas testados. A principal vantagem da abordagem sugerida é a sua simplicidade de implementação e a sua velocidade de processamento. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The optimum sizing of units of Distributed Generation is a problem to which this formulation takes in consideration the reduction of losses in the distribution lines, the voltage control, the capacity (in MW) of the units respecting the operational limits of the system. The main objective of the sizing process is to determine the active and reactive power levels to be inserted in a system of radial distribution in order to reduce its total losses and to carry through voltage control. For this, two techniques of nonlinear programming are implemented: Quadratic Fit Method and Newton’s Method. First, the solutions found for the reduction of losses in distribution systems in the literature are presented, working with medium load. The tests are carried out at chosen bars in the beginning, middle and end of the systems, in order to observe the response behavior of the used techniques with nonlinear programming. The second approach, takes in consideration again the literature data, but with one difference: the voltage control. In this test it is used, together to the techniques of mathematical programming, the Method of the Penalties that penalizes the objective function in the case the voltage is not inside of the defined limits. The last approach is carried with distribution systems created to simulate real situations like feeders without ramifications and working within three load levels: low, medium and high. The results of the simulations show massive reductions of the losses in the first approach, and for the second one when the voltage control is exerted, it is observed an increase of the total losses of the system so that the control of voltage in the tested systems is carried out. The main advantage of the suggested approach is its simplicity implementation and its high processing speed.