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Publicação
ESTUDO SOBRE O IMPACTO E IMPLICAÇÕES DO AUMENTO DE TENSÃO NOS RAMAIS DA REDE DE BAIXA TENSÃO, CAUSADOS POR SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 17.81 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A crescente integração de sistemas fotovoltaicos em redes de distribuição de baixa tensão
introduziu desafios técnicos, particularmente no que respeita a sobretensões e fluxos
de energia bidireccionais. Estes problemas podem comprometer a qualidade da tensão,
reduzir a eficiência da geração fotovoltaica e, em casos extremos, violar os limites regula-
mentares.
Esta dissertação propõe-se a avaliar o impacto da geração distribuída fotovoltaica nas
redes de baixa tensão e a explorar diferentes estratégias de mitigação para garantir um
funcionamento eficiente e estável da rede. Foi desenvolvido um modelo realista de uma
rede portuguesa de distribuição em BT localizada no bairro de Santo António em Évora,
utilizando o OpenDSS juntamente com um ambiente de programação numérica.
O estudo considera 94 cargas residenciais monofásicas distribuídas pelas três fases
da rede, com perfis realistas de consumo e produção fotovoltaica. Foram analisados
cinco cenários operacionais distintos: (1) rede sem produção fotovoltaica nem rotinas
de controlo, (2) com produção fotovoltaica sem qualquer mecanismo de mitigação, (3)
com armazenamento descentralizado de energia, (4) com aplicação da técnica de controlo
Volt-Var e (5) com aplicação da técnica Volt-Watt.
As simulações realizadas permitiram uma análise comparativa dos perfis de tensão,
das perdas nas linhas e dos desequilíbrios de tensão entre fases. Os resultados evidenciam
que a presença de elevada penetração fotovoltaica sem controlo conduz a sobretensões
significativas, especialmente em períodos de baixa carga. Verificou-se que tanto os sistemas
de armazenamento como as estratégias avançadas de controlo de tensão são eficazes na
redução dos desvios de tensão.
The increasing integration of photovoltaic systems into low-voltage distribution networks has introduced significant technical challenges, particularly regarding overvoltages and bidirectional power flows. These issues can compromise voltage quality, reduce the efficiency of PV generation, and, in extreme cases, violate regulatory limits. This dissertation aims to assess the impact of distributed photovoltaic generation on low-voltage networks and to explore various mitigation strategies to ensure efficient and stable grid operation. A realistic model of a Portuguese low-voltage distribution network located in the Santo António neighborhood of Évora was developed using OpenDSS in conjunction with a numerical programming environment. The study considers 94 single-phase residential loads distributed across the three phases of the network, incorporating realistic consumption and photovoltaic generation profiles. Five distinct operational scenarios were analyzed: (1) a network without PV generation or control routines, (2) with PV generation but no mitigation mechanisms, (3) with decentralized energy storage, (4) with the application of Volt-Var control, and (5) with the application of Volt-Watt control. The simulations enabled a comparative analysis of voltage profiles, line losses, and phase imbalance. The results show that high PV penetration without control leads to significant overvoltages, especially during periods of low load. It was found that both energy storage systems and advanced voltage control strategies are effective in reducing voltage deviations.
The increasing integration of photovoltaic systems into low-voltage distribution networks has introduced significant technical challenges, particularly regarding overvoltages and bidirectional power flows. These issues can compromise voltage quality, reduce the efficiency of PV generation, and, in extreme cases, violate regulatory limits. This dissertation aims to assess the impact of distributed photovoltaic generation on low-voltage networks and to explore various mitigation strategies to ensure efficient and stable grid operation. A realistic model of a Portuguese low-voltage distribution network located in the Santo António neighborhood of Évora was developed using OpenDSS in conjunction with a numerical programming environment. The study considers 94 single-phase residential loads distributed across the three phases of the network, incorporating realistic consumption and photovoltaic generation profiles. Five distinct operational scenarios were analyzed: (1) a network without PV generation or control routines, (2) with PV generation but no mitigation mechanisms, (3) with decentralized energy storage, (4) with the application of Volt-Var control, and (5) with the application of Volt-Watt control. The simulations enabled a comparative analysis of voltage profiles, line losses, and phase imbalance. The results show that high PV penetration without control leads to significant overvoltages, especially during periods of low load. It was found that both energy storage systems and advanced voltage control strategies are effective in reducing voltage deviations.
Descrição
Palavras-chave
Geração Distribuída Sobretensão Redes de Baixa Tensão OpenDSS Controlo de Tensão Armazenamento de Energia