Gestão de Energia Reactiva nas redes de Distribuição

Apresentação em tema: "Gestão de Energia Reactiva nas redes de Distribuição"— Transcrição da apresentação:

1 Gestão de Energia Reactiva nas redes de Distribuição
Optimização do dimensionamento e localização de baterias de condensadores Cláudio Monteiro Distribuição de Energia II 5º ano da LEEC - ramo de Energia (FEUP)

2 Gestão de Energia Reactiva Influência do trânsito de reactiva nas perdas e na queda de tensão
O trânsito de reactiva implica um acréscimo no módulo da corrente provocando perdas de activa proporcionalmente à resistência As cargas reactivas implicam quedas de tensão nas linhas, especialmente devido às reactâncias das linhas. Perdas na linha, depende da componente activa e reactiva da carga, mas não depende directamente da reactância. Componente real da queda de tensão na linha (a mais significativa) depende da componente reactiva e da rectancia

3 Gestão de Energia Reactiva Aspectos relacionados com o trânsito de reactiva
O consumo de reactiva está em cargas indutivas (motores assíncronos) e em linhas aéreas. A produção de reactiva está nos geradores síncronos, em baterias de condensadores e em cabos de distribuição Optimizar o trânsito de reactiva permite optimizar as perdas e optimizar o nível de tensão mas ... regular a tensão nos barramentos poderá forçar trânsitos de reactiva no sentido inverso ao trânsito de activa e aumentar as perdas

4 Gestão de Energia Reactiva Recomendações quanto ao trânsito de reactiva
Deverá produzir-se a reactiva o mais próximo possível dos consumos de reactiva. A produção de reactiva não deve ser superior ao consumo, pelo que deve ter-se em conta o diagrama de consumo de reactiva, de forma a manter um factor de potência aceitável para todo o diagrama Para evitar quedas de tensão e perdas deve evitar-se o transito de reactiva através dos transformadores (mas ter em conta a variação do preço das baterias com o nível de tensão) Para cargas modelizadas como potência, tensões mais elevadas implicam menores correntes e menores perdas, mas na realidade tensões mais elevadas implicam geralmente cargas activas e reactivas mais elevadas (cuidado com a modelização de cargas num trânsito de potências)

5 Gestão de Energia Reactiva Vantagens das baterias de condensadores
Permitem gerar a energia reactiva próxima dos consumos evitando trânsitos e perdas Aliviam as capacidades de transporte das linhas e capacidade de geração dos geradores Permitem controlar o nível de tensão nos barramentos.

6 Gestão de Energia Reactiva Correcção do factor de potência
2 Q2 1 S2 Q2=Q1-Qc Q1 carga Q1 S1 Qc Qc IL IL=IC menor capacidade maior capacidade

7 Gestão de Energia Reactiva Redução de perdas
Redução de perdas num troço da rede devido à introdução de uma bateria de condensadores Com redução de perdas Sem redução de perdas I2 R1+jX1 R2+jX2 R3+jX3 R4+jX4 P2+jQ2 Ic P3+jQ3 P1+jQ1 P4+jQ4 Qc antes EXEMPLO: Diminuição de perdas no troço 2 depois Factor de potência desejado Diminuição de perdas Tensão nominal

8 Gestão de Energia Reactiva Processo de optimização da localização de baterias
Calcular a capacidade da bateria de condensadores para compensar todas as cargas da saída Avaliar a diminuição de perdas para a localização da bateria em vários pontos da saída Começar por colocar em torno da zona de distância aproximadamente a 2/3 da saída Calcular, pelo método da página anterior, a redução de perdas em cada troço a montante da localização da bateria Verificar o perfil de tensão ao logo da saída Se estiver baixo, deslocar a bateria mais para jusante ou aumentar a capacidade da bateria Se estiver alta baixar a capacidade da bateria Se estiver alta em alguns locais e baixa noutros, colocar várias mais baterias distribuídas pela saida Uma análise mais detalhada pode ser feita para vários regimes de carga

9 Gestão de Energia Reactiva Optimização da localização para cargas uniformemente distribuidas
Considere uma saída com carga uniformemente distribuída em que todos os troços tem a mesma resistência R. Ic P2+jQ2 P5+jQ5 P7+jQ7 Qc Ic A redução de perdas é dada por: Supondo If=0 e uma compensação do factor de potência para c=2/3, então a localização óptima será xc=2/3

10 Gestão de Energia Reactiva Processo de optimização da localização de baterias
Calcular a corrente reactiva Ic da bateria de condensadores para compensar todas as cargas da saída com o factor de potência desejado Calcular o quociente  entre a corrente reactiva no final da saída If e a corrente reactiva no início da saída Is. Calcular o quociente c entre a corrente reactiva da bateria Ic e a corrente reactiva no início da saída Is. Calcular a expressão da redução de perdas percentual Δp% Derivar Δp% em ordem ao comprimento xc e encontrar a solução para a qual Δp%=0. Ou seja, encontrar o local xc, para o condensador, que maximiza a redução de perdas. Calcular a redução de perdas Δp% substituindo xc na equação.