Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Ricardo Torquato Borges

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: O cálculo adequado das perdas técnicas em redes de distribuição é de grande importância para as distribuidoras e consumidores, visto que afetam diretamente a receita das concessionárias e a tarifa de energia praticada. Atualmente, a metodologia de cálculo estabelecida pela ANEEL para redes...

Resumo: O cálculo adequado das perdas técnicas em redes de distribuição é de grande importância para as distribuidoras e consumidores, visto que afetam diretamente a receita das concessionárias e a tarifa de energia praticada. Atualmente, a metodologia de cálculo estabelecida pela ANEEL para redes de distribuição de média e baixa tensão considera as perdas técnicas apenas na frequência fundamental, desprezando perdas causadas por distorções harmônicas na rede elétrica. Frente ao crescimento da penetração de componentes (cargas e geradores) não lineares nas redes de distribuição, torna-se necessário avaliar seu efeito nas perdas técnicas das redes de distribuição. Este é o principal objetivo deste trabalho de mestrado. Executa-se uma análise para caracterizar e quantificar o impacto de distorções harmônicas nas perdas técnicas considerando uma concessionária de distribuição de grande porte e, assim, determinar se é necessário incluir tais distorções no cálculo regulatório de perdas técnicas. No estudo, são avaliadas duas metodologias para modelar os espectros harmônicos das cargas e realizar o cálculo de fluxo de carga harmônico. Ambas as metodologias utilizam técnicas probabilísticas para gerar aleatoriamente um conjunto de espectros harmônicos das cargas a partir de dados de medição. Uma vez determinados os espectros harmônicos e realizado o cálculo de fluxo de carga harmônico, é possível quantificar a necessidade ou não da inserção de distorções harmônicas nas simulações para o cálculo de perdas técnicas e, assim, determinar se o método de cálculo regulatório deve ser atualizado para considerá-las. Os resultados de um amplo estudo considerando 1.342 alimentadores reais de uma concessionária de grande porte do Sudeste do país indicam que o impacto das distorções harmônicas nas perdas técnicas totais tende a ser baixo, inferior a 0,7%, desde que os níveis de distorção harmônica de tensão da rede respeitem os limites de qualidade de energia estabelecidos no Módulo 8 do PRODIST. Portanto, a conclusão deste trabalho é que não é necessário alterar a metodologia de cálculo regulatório vigente para incluir o efeito de distorções harmônicas, desde que os níveis de distorção de tensão respeitem os limites regulatórios

Abstract: The computation of technical losses in electrical power distribution systems is paramount for distribution utilities and customers, as they directly affect utilities revenue and energy tariff. The calculation methodology currently adopted by ANEEL for medium and low voltage distribution...

Abstract: The computation of technical losses in electrical power distribution systems is paramount for distribution utilities and customers, as they directly affect utilities revenue and energy tariff. The calculation methodology currently adopted by ANEEL for medium and low voltage distribution systems only considers the technical losses at the fundamental frequency, disregarding losses due to harmonics distortions in the system. Due to the increasing penetration of nonlinear components (loads and generators) in the distribution systems, it is necessary to investigate their effects on distribution system losses. This is the main objective of this M.Sc. dissertation. An analysis is conducted to characterize and quantify the impact of harmonic distortions on the technical losses of a large utility and determine if it is necessary to consider such distortions in the regulatory methodology for technical loss calculation. This research investigates two methodologies to model the harmonic spectra of nonlinear loads and execute harmonic load flow calculation. Both methodologies use a probabilistic approach to produce harmonic spectra for the loads based on measurement data. Once this process is completed, it is possible to determine whether harmonic distortions should be included in the technical loss calculation process. Results from a large-scale study considering 1.342 real feeders from a distribution utility from the Southeast of Brazil reveals the impact of harmonic distortions on the technical losses is expected to be low, below 0,7%, as long as voltage distortion levels in the system comply with the regulatory limits established in PRODIST. Therefore, the research concludes that the methodology currently used to calculate technical losses is adequate and the effect of harmonic distortions does not need to be considered if voltage distortion levels are kept below the regulatory limits

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