Trip solidário em alimentadores de distribuição de energia elétrica de média tensão devido à presença de unidades de geração distribuída baseadas em inversores

Abstract

RESUMO: Com o objetivo de se contribuir com uma geração de energia mais limpa e sustentável por meio de fontes renováveis, tem-se visto um significativo crescimento da integração de Geração Distribuída (GD) baseada em inversores às redes de distribuição de energia elétrica. Entretanto, esse tipo de conexão também pode acarretar problemas do ponto de vista do atual esquema de proteção em alimentadores de distribuição, uma vez que foram projetados para um cenário sem a previsão de conexões adicionais nesse modelo. Neste sentido, o trip solidário se apresenta como uma das possibilidades de falhas na coordenação da proteção que podem ocorrer devido à presença de GD em alimentadores de distribuição. Este projeto tem como objetivo investigar a ocorrência do fenômeno do trip solidário (ou falso trip) em alimentadores de distribuição de média tensão devido à presença de Geradores Baseados em Inversores (GBI) com uso de software específico de simulação de sistemas de distribuição para realizar análises de vários cenários de conexão de GD, em diversos barramentos e níveis de penetração. O sistema elétrico utilizado para o estudo é o modelo de 34 nós do IEEE. As simulações foram realizadas utilizando o software OpenDSS®, para integrar os GBIs ao sistema elétrico estudado. Em seguida, foi realizada uma análise detalhada, elemento por elemento, para verificar se a contribuição dos GBIs nas correntes de curto-circuito afetaria a coordenação e seletividade do sistema elétrico com cargas correspondendo 100% da potência nominal. De forma geral, observou-se que a integração massiva de GBIs diminui a corrente pré-falta em todos os casos. No caso das chaves fusíveis, a corrente de falta aumentou de 1400% a 7000% nas laterais com as maiores cargas, mas não atingiu a curva de fusão mínima dos elementos fusíveis. Por outro lado, o impacto da corrente de falta nos religadores diminuiu da ordem de 1% a 10% relação ao cenário sem integração de GBIs, durante ocorrências de faltas trifásicas. Apesar da integração em larga escala dos geradores baseados em inversores, que altera as características do fluxo de potência no alimentador estudado, as contribuições desses geradores nas correntes de curto-circuito não afetaram significativamente as proteções contra sobrecorrente, coordenação e seletividade com a filosofia de proteção utilizada.