Modelagem de centrais fotovoltaicas no problema de fluxo de potência ótimo com aplicação a sistemas de distribuição

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015.Gerar energia elétrica a partir de módulos solares fotovoltaicos é uma realidade cada vez mais presente no cenário energético brasileiro. Torna-se necessário, portanto, o desenvolvimento de ferramentas capazes de avaliar os benefícios e malefícios que esta geração trará consigo, sobretudo aos sistemas de distribuição. Geralmente, a relação entre radiação solar e energia elétrica produzida por um módulo fotovoltaico (FV) é dada pelos fabricantes em apenas poucas condições específicas. Este trabalho propõe que a célula FV seja modelada como um circuito elétrico equivalente a cinco parâmetros  modelo dos cinco parâmetros  sendo que esses podem ser determinados para quaisquer condições solar-meteorológicas, fornecendo a tensão e corrente elétrica produzidas pelo módulo. A partir disto, uma central fotovoltaica pode ser formada com a associação série/paralelo de diversos módulos e inversores e conectada à rede elétrica. Para avaliar o efeito dessa conexão, propõe-se que seja resolvido um problema de Fluxo de Potência Ótimo via método de Pontos Interiores versão Preditor-Corretor, o qual visa minimizar as perdas elétricas em um alimentador ao longo do dia. As simulações foram realizadas com os dados dos alimentadores TDE-06, TDE-07 e TDE-09 da Subestação Trindade (Florianópolis  SC) de propriedade da Celesc Distribuição S.A, sendo que o alimentador TDE-06 foi utilizado para o estudo de caso.Abstract : The use of electrical energy from solar photovoltaic (PV) panels is a reality in Brazil. Due to this fact, it is necessary to develop tools capable of evaluating the effect of these generators on power system, particularly on the distribution systems. Usually, the relationship between solar radiation and the electrical energy production of PV panel is given only for a few specific conditions by the manufactures. This work proposes that a PV cell be modeled by an equivalent circuit known as the  Five-Parameter Model . This work shows how these parameters can be obtained for any solar-meteorological condition, thus providing the electrical voltage and current produced by the panel in any of these conditions. Therewith, a PV Power Plant can be formed through series/parallel association of many panels associated to DC-AC inverters. To evaluate the impact of a PV Power Plant, this is represented in an Optimal Power Flow problem is presented and computationally solved by a Predictor-Corrector Interior Point Method. This problem seeks the daily minimization of electrical losses of a distribution feeder to which the PV Power Plant is connected. The simulations were conducted using data from the following feeders of the CELESC distribution system, in Florianópolis: TDE-06, TDE-07 and TDE-09 of Trindade Substation. A case study was conducted using the TDE-06 feeder and the results are thoroughly analyzed