Alocação de aerogeradores e análise de seu impacto na rede elétrica com dados climatológicos reais.

Abstract

A incorporação gradativa de Geradores Distribuídos (GDs) aos Sistemas Elétricos de Potência (SEP) existentes tem motivado o estudo das mudanças provocadas na dinâmica de operação dos mesmos. Esse novo contexto traz desafios de análise em relação à previsibilidade e controlabilidade no despacho de energia elétrica às cargas, bem como afeta índices de desempenho relacionados à qualidade de energia. Sabe-se que uma das formas de geração de energia mais relevantes para as GDs é a turbina eólica. O emprego de Wind Turbine Generating System (WTGSs) para a geração de eletricidade cresce anualmente em todo o mundo, uma vez que a fonte motriz é dita limpa e renovável. Além disso, os sistemas de distribuição podem ter seus índices melhorados a exemplo do perfil de tensão com baixo desvio, das menores perdas elétricas, dos fluxos de potência uniformemente distribuídos e da disponibilização de capacidade residual no sistema para atendimento às cargas emergenciais. Ao longo do trabalho, são identificados os principais modelos da literatura especializada para os WTGSs de modo a permitir a análise por Método de Fluxo de Potência (MFP) juntamente com a presença de geradores eólicos com as principais tecnologias conhecidas disponíveis. Foram feitas análises de famílias de curvas que caracterizam a geração de potência elétrica ativa de acordo com parâmetros construtivos básicos e princípios físicos associados à geração eólica. Os três modelos principais de geradores eólicos (gerador de velocidade fixa, semi-variável e variável) são incorporados a um MFP para se determinar o estado de um SEP e, com isso, viabilizar a resolução do problema de alocação e dimensionamento desses geradores. No processo de otimização, são utilizadas três meta-heurísticas aplicadas ao modelo matemático proposto: Busca Tabu, Evolução Diferencial e Otimização Extrema. Os cenários de testes são compostos pelos sistemas radiais de distribuição de 33, 70 e 136 barras. Com as melhores soluções apresentadas pelos três métodos de otimização, são feitas análises dos indicadores de tensão, corrente e perdas técnicas nos sistemas elétricos avaliados. As soluções encontradas nos três métodos obtiveram melhoria com relação aos sistemas originais. Os métodos de otimização esboçaram comportamentos diferentes, uma vez que a dinâmica de busca não é a mesma.