Influência da microgeração fotovoltaica no perfil de demanda e seus impactos na geração de harmônicos na rede
This study addresses the integration of photovoltaic generation into the electrical grid, emphasizing the necessity to consider changes in the load profile of consumer units and the presence of harmonic components in the grid current, originating from loads with nonlinear characteristics and photovo...
| Autor principal: | PARIJÓS JÚNIOR, Ivan Ruy de |
|---|---|
| Grau: | Tese |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Pará
2025
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16764 |
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ir-2011-16764 |
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ir-2011-167642025-01-28T13:40:13Z Influência da microgeração fotovoltaica no perfil de demanda e seus impactos na geração de harmônicos na rede PARIJÓS JÚNIOR, Ivan Ruy de MACEDO, Wilson Negrão http://lattes.cnpq.br/3386249951714088 GALHARDO, Marcos André Barros http://lattes.cnpq.br/6672470707462259 Sistrmas fotovoltaicos conectados à rede Inversor fotovoltáico Componentes harmônicas Correntes ativas e não ativas Grid-Connected Photovoltaic Systems Photovoltaic Inverter GrHarmonic Components Active and non-active currents CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA ENERGIAS ALTERNATIVAS SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA This study addresses the integration of photovoltaic generation into the electrical grid, emphasizing the necessity to consider changes in the load profile of consumer units and the presence of harmonic components in the grid current, originating from loads with nonlinear characteristics and photovoltaic inverters. Various percentages of inverter loading were considered in the study to evaluate their impact on grid operation due to varying levels of harmonic components. The research comprises an experimental phase, a phase dedicated to developing models of inverter output currents, and a simulation phase. In the experimental phase, data on the output currents of three photovoltaic inverters were collected. These data were then utilized in the development of models of inverter output currents for theoretical analyses, evaluating factors influencing the power quality of the grid. Subsequently, these models were applied in the simulation phase. The grids evaluated in the simulation phase include a standard IEEE system and a real isolated grid, located in the Northern region of Brazil. Comparative assessments of network, hosting capacity were conducted using two different strategies. The first strategy employed conventional power flow analysis, while the second strategy applied the developed models. It is observed that the operation of different inverters within the same grid may contribute to harmonic attenuation. Furthermore, it is highlighted that the presence of grid-connected photovoltaic systems, operating in conjunction with loads, results in an apparent increase in harmonic current content in the grid, whereas, in reality, there is a reduction in the circulating fundamental component. The obtained results indicate that conventional power flow studies may underestimate the intensity of circulating currents in the grid by neglecting the presence of harmonic components. This study innovates by assessing the circulation of harmonic components in the grid due to the combined operation of photovoltaic generation and load, considering various inverter loading scenarios and the effects of consumer electrical current, including the phase of harmonic components. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Este estudo aborda a inserção da geração fotovoltaica na rede elétrica, enfatizando a necessidade de considerar a alteração no perfil de carga das unidades consumidoras e a presença de componentes harmônicas na corrente da rede, produzidas pelas cargas com características não lineares e pelos inversores fotovoltaicos. No estudo foram considerados diferentes percentuais de carregamento do inversor, com o intuito de avaliar sua influência na operação da rede elétrica, devido aos diferentes níveis de componentes harmônicas. O trabalho compreende uma etapa experimental, uma etapa de elaboração de modelos de corrente de saída de inversores e outra de simulação. Na etapa experimental, foram coletados dados das correntes de saída de três inversores fotovoltaicos. Estes dados foram então utilizados na etapa de elaboração de modelos das correntes de saída dos inversores, para a realização de análises teóricas, avaliando aspectos que influenciam a qualidade de energia elétrica da rede. Esses modelos foram então utilizados na etapa de simulação. As redes avaliadas na etapa de simulações incluem um sistema padrão IEEE e uma rede isolada real, localizada na região Norte do Brasil. Foram feitos os comparativos da Capacidade de Hospedagem das redes utilizando duas estratégias diferentes. Na primeira estratégia foi utilizado o fluxo de potência convencional. A segunda estratégia foi feita aplicando-se os modelos desenvolvidos. Observa-se que a operação de diferentes inversores em uma mesma rede pode contribuir para a atenuação de harmônicos. Além disso, destaca-se que a presença dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede, operando em conjunto com as cargas, causa uma aparente elevação do conteúdo harmônico da corrente na rede, quando, na verdade, ocorre a redução da componente fundamental circulante. Os resultados obtidos apontam que estudos de fluxo de potência convencionais podem subdimensionar a intensidade das correntes circulantes na rede por desconsiderar a presença de componentes harmônicas. O trabalho inova ao realizar a avaliação da circulação de componentes harmônicas na rede devido à operação conjunta da geração fotovoltaica e da carga, considerando diversas situações de carregamento do inversor e os efeitos da corrente elétrica do consumidor, incluindo a fase das componentes harmônicas. 2025-01-28T13:34:14Z 2025-01-28T13:34:14Z 2024-02-29 Tese PARIJÓS JÚNIOR, Ivan Ruy de. Influência de microgeração fotovoltaica no perfil de demanda e seus impactos na geração de hamônicos na rede. Orientador: Wilson Negrão Macedo; Coorientador: Marcos André Barros Galhardo. 2024. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, , Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16764 . Acesso em:. https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16764 por Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Tecnologia UFPA Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Disponível via internert através do correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br |
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Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará |
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This study addresses the integration of photovoltaic generation into the electrical grid, emphasizing the necessity to consider changes in the load profile of consumer units and the presence of harmonic components in the grid current, originating from loads with nonlinear characteristics and photovoltaic inverters. Various percentages of inverter loading were considered in the study to evaluate their impact on grid operation due to
varying levels of harmonic components. The research comprises an experimental phase, a phase dedicated to developing models of inverter output currents, and a simulation phase. In the experimental phase, data on the output currents of three photovoltaic inverters were collected. These data were then utilized in the development of models of inverter output currents for theoretical analyses, evaluating factors influencing the power
quality of the grid. Subsequently, these models were applied in the simulation phase. The grids evaluated in the simulation phase include a standard IEEE system and a real isolated grid, located in the Northern region of Brazil. Comparative assessments of network, hosting capacity were conducted using two different strategies. The first strategy employed conventional power flow analysis, while the second strategy applied the developed models. It is observed that the operation of different inverters within the same grid may contribute to harmonic attenuation. Furthermore, it is highlighted that the presence of grid-connected photovoltaic systems, operating in conjunction with loads, results in an apparent increase in harmonic current content in the grid, whereas, in reality, there is a reduction in the circulating fundamental component. The obtained results indicate that conventional power flow studies may underestimate the intensity of circulating currents in the grid by neglecting the presence of harmonic components. This study innovates by assessing the circulation of harmonic components in the grid due to the combined operation of photovoltaic generation and load, considering various inverter loading scenarios and the effects of consumer electrical current, including the phase of
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