Estratégias para a mitigação de fluxo reverso em redes de distribuição com alta inserção de geração solar fotovoltaica

dc.contributor.advisor-co1Vergara, Gustavo da Costa
dc.contributor.advisor1Garces Negrete, Lina Paola
dc.contributor.referee1Garces Negrete, Lina Paola
dc.contributor.referee1Vergara, Gustavo da Costa
dc.contributor.referee1Belchior, Fernando Nunes
dc.contributor.referee1Kopcak, Igor
dc.creatorPereira, Ivan Santos
dc.date.accessioned2025-10-31T12:12:54Z
dc.date.available2025-10-31T12:12:54Z
dc.date.issued2025-07-02
dc.description.abstractThe electric power sector has undergone significant changes in recent times due to the growing demand for a cleaner and more sustainable energy matrix. In line with this trend, the Brazilian government began encouraging energy generation by consumers themselves through the Legal Framework for Distributed Generation (Law No. 14,300/2022 from Brazil), which has made photovoltaic distributed generation a rising trend in Brazil. However, the expansion of distributed generation (DG) can lead to negative impacts on the grid, such as reverse power flow and overvoltage at system buses. This situation raises concerns for utility companies and motivates studies aimed at monitoring and mitigating these adverse effects. This study aims to propose strategies to mitigate reverse power flow in distribution networks with high photovoltaic generation penetration and to assess their impact on the electrical system. The research proposes three strategies for mitigating reverse flow: a battery energy storage system (BESS), an inverter-based Grid Zero control, and PV Curtailment, which consists of limiting the power injected by the modules with an inverter when an increase in bus voltage is detected. The proposed strategies were implemented in a distribution network in São Paulo using OpenDSS, an open-source software developed by Electric Power Research Institute (EPRI) that performs power flow analysis. The assessment of effects included the analysis of power flow through critical transformers, the substation, as well as the monitoring of bus voltages and network energy losses. The results demonstrate that the proposed strategies were effective in mitigating reverse power flow. Battery allocation yielded the best results, enabling the full use of energy generated by photovoltaic plants. The Grid Zero inverter curtailed part of the generation but was effective in mitigating reverse flow and presents a more economical alternative. PV Curtailment was the least effective in attenuating reverse flow, but managed to decrease the voltage rises in the nodes more efficiently than the other cases did.
dc.description.resumoO setor elétrico tem sofrido grandes mudanças nos últimos tempos em razão da crescente demanda por uma matriz energética mais limpa e sustentável. Seguindo este cenário, o governo brasileiro passou a incentivar a geração de energia pelos próprios consumidores através do Marco Legal da Geração Distribuída (Lei No14300/2022), razão pela qual a geração distribuída fotovoltaica se tornou tendência no Brasil. Contudo, o crescimento da geração distribuída (GD) pode provocar impactos negativos para a rede, como a presença de fluxo reverso e sobretensão nas barras do sistema. Tal fato preocupa as concessionárias e enseja a realização de estudos para monitoramento e atenuação desses efeitos prejudiciais. Este estudo tem como objetivo propor estratégias para mitigar a presença de fluxo reverso em redes de distribuição com alta inserção de geração fotovoltaica e avaliar os seus impactos no sistema elétrico. A pesquisa propõe 3 estratégias para mitigar fluxo reverso: um sistema de armazenamento com baterias (BESS), um controle via inversor Grid Zero e o PV Curtailment, que consiste em limitar a injeção de potência dos módulos quando ocorre aumento de tensão na barra. As estratégias propostas foram implementadas numa rede de distribuição de São Paulo através do OpenDSS, um software de código aberto gerenciado pela Electric Power Research Institute (EPRI) que permite a realização da análise do fluxo de carga da rede. A avaliação dos efeitos consistiu na visualização do fluxo de potência de transformadores críticos, da subestação e do monitoramento da tensão nas barras e das perdas de energia da rede. Os resultados demonstram que as estratégias propostas foram eficazes na mitigação do fluxo reverso. A alocação de baterias apresentou os melhores resultados, viabilizando o aproveitamento integral da energia gerada pelas usinas fotovoltaicas. O inversor Grid Zero eliminou parte da geração, porém foi eficaz para mitigar o fluxo reverso e é uma alternativa mais econômica. O PV Curtailment foi o menos eficaz para atenuação do fluxo reverso, mas foi o mais eficiente em reduzir as elevações de tensão nos barramentos em comparação com as outras estratégias.
dc.identifier.citationPEREIRA, Ivan Santos. Estratégias para a mitigação de fluxo reverso em redes de distribuição com alta inserção de geração solar fotovoltaica. 2025. 25 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/28947
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseEngenharia Elétrica (RMG)
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBaterias
dc.subjectFluxo de carga
dc.subjectFluxo reverso de potência
dc.subjectOpenDSS
dc.subjectSistemas elétricos de potência
dc.subjectStorage system
dc.subjectElectrical power systems
dc.subjectLoad flow
dc.subjectOpenDSS
dc.subjectReverse power flow
dc.titleEstratégias para a mitigação de fluxo reverso em redes de distribuição com alta inserção de geração solar fotovoltaica
dc.title.alternativeStrategies for reverse flow mitigation in distribution networks with high insertion of solar photovoltaic generation
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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