Controle de potência reativa para adequação de valores de tensão e redução de perdas em redes elétricas com geração distribuída fotovoltaica

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dc.contributor.advisor1Vieira, Flávio Henrique Teles
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0920629723928382
dc.contributor.referee1Vieira, Flávio Henrique Teles
dc.contributor.referee2Negrete, Lina Paola Garces
dc.contributor.referee3Corrêa, Henrique Pires
dc.contributor.referee4Franco, Ricardo Augusto Pereira
dc.contributor.referee5Souza, Gustavo Souto de Sá e
dc.creatorLopes Filho, Gilberto
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5533733781170249
dc.date.accessioned2024-09-16T18:50:42Z
dc.date.available2024-09-16T18:50:42Z
dc.date.issued2024-05-06
dc.description.abstractThis work presents contributions aimed at improving the electrical voltage profile in compliance with regulatory standards and reducing or minimizing losses in a radial electrical network with distributed photovoltaic generation. By injecting reactive power in a controlled manner through inverters connecting their respective photovoltaic generators to the distribution network buses, it is possible to control network voltages and losses. This work proposes three distinct approaches. The first algorithm, based on observations of the electrical network’s behavior, determines generated reactive power values capable of reducing electrical losses and regulating voltage for various levels of distributed generation penetration and load power factor. The allocation of photovoltaic generators and power values is randomly generated, and through a Monte Carlo simulation, the performance of the proposal can be analyzed. The second proposal uses heuristic algorithms (Genetic Algorithm and Firefly Algorithm) to estimate optimal reactive power values at the buses, aiming at voltage regulation, minimization of electrical losses, or minimization of losses with constraints on voltage magnitude values. The third proposal employs analytical relationships between reactive power, power loss, and voltage deviation to control reactive power injections into the electrical network. These analytical relationships, derived from the equations in this work, ensure computational simplicity while optimizing loss reduction and voltage deviation. This proposal includes the Loss Reduction Algorithm (LRA) and the Voltage Regulation Algorithm (VRA) and introduces an approach to efficiently switch between them called the Combined Control Strategy (CCS). The CCS seeks to provide a balance between voltage regulation and the reduction of electrical losses. Computational simulations are conducted to validate and analyze the performance of each proposal, varying various parameters of the algorithms and the network. All such Proposals are compared with other methods described in the literature, highlighting the superiority of the contributions presented in this workeng
dc.description.provenanceSubmitted by Anne Oliveira (an_oli@ufg.br) on 2024-09-13T18:52:50Z workflow start=Step: editstep - action:claimaction No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Tese - Gilberto Lopes Filho - 2024.pdf: 4189560 bytes, checksum: 8d1444b46ea1ff6bdc05f705dd0b43d5 (MD5)en
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dc.description.resumoNeste trabalho, são apresentadas abordagens para aprimorar o perfil de tensão elétrica em conformidade com as normativas das agências reguladoras, e diminuir ou minimizar as perdas em uma rede elétrica radial com geração distribuída fotovoltaica utilizando controle de potência reativa. Com o controle de injeção de potência reativa, por meio de inversores que conectam seus respectivos geradores fotovoltaicos aos barramentos da rede de distribuição, é possível controlar as tensões elétricas na rede e as perdas. O presente trabalho apresenta três propostas distintas para o controle de potência reativa. A primeira proposta, baseada em observações do comportamento da rede elétrica, determina valores de potência reativa gerada capazes de reduzir as perdas elétricas e regular a tensão para diversos níveis de fator de penetração de geração distribuída na rede elétrica e fator de potência da carga. A posição dos geradores fotovoltaicos na rede e os valores de potência são gerados aleatoriamente, e por meio de uma simulação de Monte Carlo, o desempenho da proposta pode ser analisado. A segunda proposta utiliza algoritmos meta-heurísticos (Algoritmo Genético e Firefly) para estimar os valores ótimos de potência reativa nas barras, visando a regulação de tensão, a minimização das perdas elétricas ou minimização das perdas com restrição nos valores de magnitude de tensão. A terceira proposta emprega relações analíticas entre potência reativa, perda de potência e desvio de tensão para controlar as injeções de potência reativa na rede elétrica. Essas relações analíticas, provenientes das equações deduzidas neste trabalho, garantem simplicidade computacional enquanto otimizam a redução de perdas e promovem desvios de tensão em faixas adequadas. Nesta terceira proposta, são desenvolvidos os seguintes algoritmos de controle de potência reativa: o Algoritmo de Redução de Perdas (LRA, do inglês Loss Reduction Algorithm) e o Algoritmo de Regulação de Tensão (VRA, do inglês Voltage Regulation Algorithm). Com base nestes algoritmos, também é apresentada uma abordagem para alternar eficientemente entre ambos denominada Estratégia de Controle Combinado (CCS, do inglês Combined Control Strategy). A abordagem CCS busca prover um equilíbrio entre a regulação de tensão e a redução de perdas elétricas. São realizadas simulações computacionais para validar e analisar o desempenho de cada proposta, variando-se diversos parâmetros dos algoritmos e da rede. As propostas de controle de potência reativa apresentadas nesta tese são comparadas com outros métodos descritos na literatura, evidenciando a superioridade de desempenho dos métodos propostos
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationLOPES FILHO, G. Controle de potência reativa para adequação de valores de tensão e redução de perdas em redes elétricas com geração distribuída fotovoltaica. 2024. 136 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13352
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectGeração distribuída fotovoltaicapor
dc.subjectPerdas elétricaspor
dc.subjectPotência reativapor
dc.subjectRegulação de tensãopor
dc.subjectDistributed photovoltaic generationeng
dc.subjectElectrical losseseng
dc.subjectReactive powereng
dc.subjectVoltage regulationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.titleControle de potência reativa para adequação de valores de tensão e redução de perdas em redes elétricas com geração distribuída fotovoltaica
dc.title.alternativeReactive power control for voltage regulation and loss reduction in electrical networks with distributed photovoltaic generationeng
dc.typeTese

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