Uma extensão do estudo da Seção 4.4.3 se dá ao remover todos os BCs, fixos e chaveáveis, conforme realizado nos cenários 28 a 36 da Tabela 4.10. Ao se fazer isto, é possível avaliar a possibilidade do controle hierárquico, através dos SFs, promover tanto a compensação da demanda variável como a da demanda base por potência reativa da rede.
Tabela 4.10 – Cenários simulados para avaliar o controle hierárquico (CH) operando sem os BCs.
Cenário NPfv Perfil de geração fotovoltaica Controle Volt-Var ∆tcent tmax ∆tsim
28 20%
Dia limpo
CH e rede sem BCs (0) 15 min 24 h 15 s
29 30%
30 40%
31 20%
Dia pa rcia lmente nubla do
32 30% 33 40% 34 20% Dia nubla do 35 30% 36 40%
4.4.5 Controle Hierárquico – Rede com RTBTs
Dada a penalização por sub e sobretensões da função objetivo (3.9) do modelo de otimização, fica claro que a minimização das perdas técnicas fica comprometida caso UCs
Capítulo 4. Descrição do Estudo de Caso 76
comecem a experimentar TAs fora da região adequada. Por via de regra, estas transgressões normalmente se dão distantes da subestação e em redes secundárias, pois estas possuem baixos níveis de curto circuito e são, portanto, mais susceptíveis às variações de tensão devido ao consumo e a injeção de potência, especialmente ativa (baixa relação X/R).
Como tentativa de melhorar o desempenho geral do controle hierárquico na minimização das perdas, estudou-se colocar RTBTs nas 6 redes secundárias mais críticas, sendo estas escolhidas como aqueles que tiveram, para o caso base da Seção 4.4.1, o acumulado de transgressões por sub e sobretensão mais graves (ponderação entre o número de UCs atendidas com transgressão e a gravidade destas, ou seja, distância em relação aos limites máximo/mínimo de TA permitidos). O objetivo é que a mudança de tap destes equipamentos consiga melhorar problemas localizados de tensão e liberar os BCs e o OLTC, cuja atuação tem influência global na rede, para atuarem com maior liberdade. Em outras palavras, espera-se, por exemplo, que o eventual chaveamento de um BC que pudesse melhorar o perfil de perdas da rede não seja limitado por alguns poucos consumidores de uma rede secundária crítica que sofreriam com sobretensão.
Os RTBTs foram escolhidos como tendo regulação de ±5% e avaliou-se a eficácia de dois tamanhos de passo por tap: 5% (±1 x 0,05 pu) e 1% (±5 x 0,01 pu). Para o primeiro, a largura de banda considerada foi de ±0,03 pu e para o segundo foi de ±0,015 pu. Independentemente do tamanho do passo, utilizou-se uma tensão de referência de 1,00 pu e um tempo de atraso de 60 s. Adicionalmente, avaliou-se o impacto de se adicionar margens de segurança de 1,00 pu aos limites de tensão do modelo de otimização da Seção 3.2a em relação aos limites regulatórios das Tabela 4.4 e Tabela 4.5.
Sendo assim, para os cenários 39, 40, 43, 44, 47 e 48 da Tabela 4.11, fixaram-se os seguintes parâmetros para solução do FPO do CH: Vbmax, = 1,04 pu, ,
min b V = 0,93 pu para os nós de UCs atendidas em BT e , min b
V = 0,94 pu para os nós das UCs atendidas em MT. O objetivo é verificar se
é possível mitigar transgressões de tensão d ada a margem adicional para variações das TAs (margem de segurança) sem que os limites regulatórios sejam de fato ultrapassados. É importante ressaltar que as margens de segurança são também consideradas para indicar se o agente central, quando do momento de verificação do estado da rede, deve ou não atualizar os ajustes dos controladores locais, ou seja, se a TA de uma UC de BT estiver abaixo de 0,93 pu, por exemplo, o agente central irá atuar mesmo que o limite regulatório seja de 0,92 pu.
Tabela 4.11 – Cenários simulados para avaliar o controle hierárquico (CH) operando na rede com RTBTs.
Cenário NPfv Perfil de geração fotovoltaica Controle Volt-Var ∆tcent tmax ∆tsim
37 30% Dia limpo CH, 6 RTBTs (± 1 x 0,05 pu) 15 min 24 h 15 s 38 CH, 6 RTBTs (± 5 x 0,01 pu) 39 CH, 6 RTBTs (± 1 x 0,05 pu),
ma rgem de segura nça
40 CH, 6 RTBTs (± 5 x 0,01 pu),
ma rgem de segura nça 41
Dia pa rcia lmente nubla do
CH, 6 RTBTs (± 1 x 0,05 pu)
42 CH, 6 RTBTs (± 5 x 0,01 pu)
43 CH, 6 RTBTs (± 1 x 0,05 pu),
ma rgem de segura nça
44 CH, 6 RTBTs (± 5 x 0,01 pu),
ma rgem de segura nça 45
Dia nubla do
CH, 6 RTBTs (± 1 x 0,05 pu)
46 CH, 6 RTBTs (± 5 x 0,01 pu)
47 CH, 6 RTBTs (± 1 x 0,05 pu),
ma rgem de segura nça
48 CH, 6 RTBTs (± 5 x 0,01 pu),
ma rgem de segura nça
4.4.6 Controle Hierárquico – Diferentes Periodicidades de Atuação
Os cenários 49 a 58 da Tabela 4.12 objetivam avaliar a sensibilidade do controle hierárquico a diferentes periodicidades de atuação do agente central sobre os controladores locais. Mais especificamente, deseja-se quantificar a melhora/piora de desempenho do controle hierárquico em relação às perdas e transgressões que períodos menores/maiores do que 15 min (que foi o utilizado nos cenários anteriores) promovem. Estuda-se ainda se a melhor estratégia é o agente central atualizar os ajustes locais somente quando ele verifica alguma transgressão (FP na subestação abaixo de 0,92 ou TA de um ou mais consumidores fora da região adequada), ou a todo o momento. Tal estudo é de interesse da distribuidora cujo objetivo é maximizar os ganhos minimizando o investimento em infraestrutura que é naturalmente mais custosa quanto maior for a periodicidade, pois mais robustas deverão ser as redes de comunicação e mais velozes os sistemas de processamento.
Optou-se por simular apenas o nível de penetração de 30% e o perfil de geração de dia parcialmente nublado, o qual representa o caso mais desafiador para valores elevados de ∆tcent
devido à intermitência da geração distribuída. A rede de teste é utilizada em sua configuração original, ou seja, com todos os BCs e sem os RTBTs da Seção 4.4.5.
Capítulo 4. Descrição do Estudo de Caso 78
Tabela 4.12 – Cenários simulados para avaliar o controle hierárquico (CH) operando com diferentes periodicidades.
Cenário NPfv Perfil de geração fotovoltaica Controle Volt-Var ∆tcent tmax ∆tsim
49
30% Dia pa rcia lmente nubla do
CH (centra l a tua se necessá rio)
5 min
24 h 15 s
50 CH (centra l a tua sempre)
51 CH (centra l a tua se necessá rio)
10 min
52 CH (centra l a tua sempre)
53* CH (centra l a tua se necessá rio)
15 min
54 CH (centra l a tua sempre)
55 CH (centra l a tua se necessá rio)
20 min
56 CH (centra l a tua sempre)
57 CH (centra l a tua se necessá rio)
25 min
58 CH (centra l a tua sempre)