Controle local de potência reativa em geradores fotovoltaicos para a melhoria da regulação de tensão em redes de distribuição

This dissertation addresses the major operational problems faced by distribution network operators due to the high integration of photovoltaic (PV) generators, such as overvoltages, excessive tap counts and voltage regulator runaway condition. The overvoltage problem in distribution networks may be caused by significant active power injection from PV generation. Additionally, the rapid and significant variations in PV generator active power associated with cloud transients result in an increase of voltage regulator tap counts, adversely affecting the useful life of that device. Also, when the direction of the power flow is reversed due to PV generator active power injection, the voltage regulator can fail to control voltage at the regulated bus and reach lowest or highest tap limit (runaway condition). This dissertation proposes a local reactive power control for PV inverters to alleviate such problems. The proposed control is evaluated using measurement data from the real rooftop PV system in the city of Belém and dynamic simulations on a single MV feeder with a PV solar plant.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorEsta dissertação aborda os principais problemas operacionais enfrentados pelos operadores de redes de distribuição devido à elevada integração de geradores fotovoltaicos (FV), tais como sobretensões, comutações excessivas de tape e a condição de runaway em reguladores de tensão. As sobretensões ao longo do alimentador podem ser causadas pela significativa injeção de potência ativa do gerador FV. Adicionalmente, as variações rápidas e significativas na potência ativa injetada pelo gerador FV, associadas com os transitórios de nuvens, resultam em aumento excessivo de comutações de tape no regulador de tensão, afetando negativamente a vida útil desse equipamento. Além disso, quando a direção do fluxo de potência é invertida no alimentador devido à significativa injeção de potência ativa do gerador FV, o regulador de tensão pode falhar no controle da tensão na barra sob regulação e o tape pode atingir seu limite inferior ou superior (condição de runaway). Esta dissertação propõe um controle local de potência reativa para inversores FV a fim de aliviar tais problemas mencionados. O controle proposto é avaliado usando dados de medição de um sistema fotovoltaico real instalado no telhado de uma residência localizada em Belém e simulações dinâmicas de um alimentador de média tensão com uma miniusina FV