Para avaliação dos resultados fornecidos pelas diferentes metodologias propostas na literatura para o compartilhamento de responsabilidades harmônicas de tensão, utilizando o
Benchmark IEEE-HCD, optou-se por adotar os resultados obtidos pelo Método da
Superposição como os valores de referência. A justificativa por esta escolha se baseia na consistência dos resultados obtidos através dessa metodologia, uma vez que a mesma está muito bem fundamentada sobre os princípios básicos de solução de circuitos elétricos. A dificuldade da sua aplicação prática – conhecimento das impedâncias harmônicas – não existe neste caso, pois dada a natureza computacional dos estudos realizados, os valores de impedâncias já se encontram devidamente estimados conforme apresentado no presente trabalho.
Assim, uma vez apresentada a implementação do arranjo elétrico do Benchmark no
Simulink e realizadas as análises comparativas dos dados obtidos nos testes preliminares com
aqueles informados no artigo de introdução do Benchmark, pretende-se, nesta seção, concretizar a aplicação desta Metodologia Clássica da Superposição.
Portanto, tal implementação tem por objetivo dois aspectos centrais, a saber: o estabelecimento de valores de referência para os testes de metodologias de compartilhamento de responsabilidades harmônicas no Benchmark IEEE-HCD, os quais serão realizados no
Capítulo 5 deste trabalho dissertativo; e a avaliação da influência dos resultados provenientes das distintas metodologias de estimativa de impedância, nos percentuais de compartilhamento de responsabilidade advindos do emprego do Método da Superposição.
Nestes termos, seguindo as instruções de aplicação do método, introduzidas na seção A.1.2 do Anexo A, calculou-se os percentuais de responsabilidade sobre as tensões harmônicas nos quatro PACs do Benchmark a partir dos resultados de tensões e correntes obtidos na simulação para os PACs (Tabela 24 à Tabela 27) e dos valores de impedância alcançados na aplicação de cada um dos métodos (Apêndice B). Também se calculou o compartilhamento utilizando as impedâncias informadas no artigo, a título de comparação com os demais casos.
As ordens harmônicas analisadas foram as mesmas das tensões e correntes (5ª, 7ª, 11ª e 13ª), por serem aquelas informadas no artigo e também por serem as principais ordens, via de regra, das injeções características dos retificadores de 6 pulsos, que são as cargas não lineares existentes no arranjo. Os resultados do compartilhamento de responsabilidades, para cada um dos PACs, são apresentados na Figura 36, na Figura 37, na Figura 38 e na Figura 39.
impedâncias harmônicas e os dados de impedância informados no artigo – PAC 01.
Figura 37 – Método da Superposição para o compartilhamento de responsabilidades harmônicas de tensão: comparação entre os métodos para obtenção das impedâncias harmônicas e os dados de impedância informados no artigo – PAC 02.
impedâncias harmônicas e os dados de impedância informados no artigo – PAC 03.
Figura 39 – Método da Superposição para o compartilhamento de responsabilidades harmônicas de tensão: comparação entre os métodos para obtenção das impedâncias harmônicas e os dados de impedância informados no artigo – PAC 04.
Tomando como satisfatórios distanciamentos menores que 5 pontos percentuais entre os resultados do compartilhamento advindos do emprego das impedâncias obtidas a partir das metodologias avaliadas e dos dados incluídos no artigo, no que diz respeito ao compartilhamento para o PAC 01, os resultados provenientes das metodologias de estimação de impedância, para todas as ordens harmônicas, apresentaram resultados satisfatórios. Uma maior discrepância foi provida pela aplicação do Método E para a 11ª ordem harmônica, na qual percebe-se uma diferença de 3,75 pontos percentuais com relação aos dados do artigo.
Em se tratando do PAC 02, a utilização das impedâncias advindas das metodologias também se mostrou adequada na determinação das parcelas de responsabilidade harmônica entre as partes. A maior discrepância observada foi também com o Método E, que apresentou, na 13ª ordem, discrepância de 2,55 pontos percentuais.
Continuando a análise para o PAC 03, é possível verificar que a utilização das impedâncias a partir de todas as metodologias de estimação apresentaram resultados apropriados em todas as ordens harmônicas analisadas. Neste cenário, assume-se que 100% das distorções harmônicas são provenientes do sistema supridor. Esse resultado é coerente, haja vista que o Consumidor 3, conectado a este PAC, possui apenas cargas lineares em seu arranjo.
Com relação ao PAC 04, os resultados se mostraram mais uma vez, de um modo geral, aceitáveis. Porém, nesta análise, o Método E proporcionou um resultado acima do valor estabelecido como satisfatório (5 pontos percentuais). Isto foi verificado para a 11ª ordem, onde a discrepância foi de 5,15 pontos percentuais. Além disto, as maiores diferenças nas demais ordens também foram proporcionadas a partir desta metodologia, onde observa-se discrepâncias de 3,1 e 3,97 pontos percentuais para a 5ª e a 7ª ordem, respectivamente.
Por fim, é válido comentar a respeito dos percentuais de responsabilidade obtidos para o PAC 02 e o PAC 04, uma vez que estes PACs estão relacionados ao Consumidor 02, estando o PAC 02 localizado no lado de MT do transformador que supre este consumidor, enquanto que o PAC 04 está localizado no lado BT deste transformador. Isso posto, percebe-se que, no PAC 04, a responsabilidade pelas distorções harmônicas, em todas as ordens, é predominantemente do consumidor. No entanto, ao observar-se os resultados para o PAC 02, percebe-se uma mudança nos percentuais de responsabilidade entre as partes, sendo, neste caso, o sistema supridor responsável por mais de 50% da responsabilidade, em praticamente todas as ordens harmônicas. Assim, ressalta-se que a consideração ou não do transformador de suprimento como parte do circuito equivalente do consumidor influencia consideravelmente nos resultados da distribuição do compartilhamento de responsabilidades harmônicas entre o sistema supridor e o consumidor. Outra importância destes resultados está na observação da propagação do
fenômeno de distorções harmônicas de tensão ao longo dos sistemas elétrico, percebendo-se sua atenuação com o distanciamento elétrico da fonte geradora.
Portanto, conclui-se que, de uma forma global, os resultados para o compartilhamento de responsabilidades harmônicas de tensão, pelo Método da Superposição, advindos da utilização dos valores de impedâncias estimados por intermédio do Método E foram os que apresentaram maiores discrepâncias. Isso se deve ao fato desta mesma metodologia ter proporcionado resultados para impedância com maiores distanciamentos daqueles informados no artigo do Benchmark. Não obstante a isso, os resultados para o compartilhamento de responsabilidades se mostram mais convergentes que aqueles evidenciados pela aplicação dos procedimentos de estimação das impedâncias harmônicas.