Geração distribuída
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FotoVolt - Setembro - 2021
Detecção ativa e passiva de ilhamento em um sistema fotovoltaico João A. V. C. Costa, Sylvia B. O. Nunes, Marcos Jorge A. de Souza, Walter I. Suemitsu e Maurício Aredes, da Universidade Federal do Rio de Janeiro; e Bruno M. Laurindo, da Universidade Federal Fluminense
Em função do crescimento das fontes renováveis de energia, a detecção de ilhamento e desconexão de sistemas de baixa potência da rede assume cada vez mais importância por questões de segurança, assim como é necessária a desenergização das linhas para manutenção. Este artigo apresenta uma análise sobre métodos ativo e híbrido de detecção de ilhamento em um sistema solar.
A
geração distribuída (GD) permite suprir parte da carga local em centros urbanos, reduzindo as perdas e o carregamento nas linhas, e também auxilia na continuidade do fornecimento de energia em regiões remotas. Na GD, a fonte solar fotovoltaica se destaca: na última década, registrou crescimento médio de 40% e, em 2017, gerou 165,87 GWh com 174,5 MW de potência instalada [2]. Com a interface entre o arranjo solar fotovoltaico e a rede CA através de inversores inteligentes, a presença da GD no sistema de distribuição possibilita o controle mais rápido e local de tensão e do fator de potência. A geração descentralizada torna o fluxo de potência bidirecional e permite detectar ilhamentos, quando a rede de distribuição sofre alguma avaria. Todavia, a operação da geração fotovoltaica é limitada a uma faixa estabelecida de tensão e frequência pela Aneel - Agência Nacional de Energia Elétrica. De acordo com o módulo 8 do Prodist [3], o inversor deve permanecer conectado à rede de distribuição para uma tensão entre 0,8 e 1,1 pu e uma variação de frequência entre 57,5 e 62 Hz. Logo, para que o inversor detecte o ilhamen-
to corretamente e se desconecte da rede CA, é preciso que sejam aplicados métodos robustos. Este artigo aborda dois métodos de detecção de ilhamento simples, que atuam mesmo quando a tensão e frequência no ponto de conexão comum (PCC) estão dentro dos valores estabelecidos pela norma. O primeiro é uma simplificação do método clássico de estimacão de impedância [6] e consiste em variar somente a potência ativa injetada pelo conversor, estimando assim a impedância vista do PCC. O segundo método proposto é uma simpificação dos métodos apresentados em [13, 14, 18] e baseia-se na injeção de potência reativa com detecção passiva de sobre/subfrequência.
Métodos de detecção de ilhamento Os métodos de detecção de ilhamento podem ser divididos em passivos, ativos ou híbridos [12]. Os métodos híbridos são caracterizados pela combinação de métodos ativos e passivos.
Métodos passivos Métodos de detecção passivos utilizam informações disponíveis no ponto de conexão comum (por exemplo, tensão e frequência). Apesar de não serem intrusivos, possuem uma grande zona de não-detecção, e perdem confiabilidade quando a geração supre quase totalmente a carga. Entre os principais métodos passivos, estão: detecção por