Desenvolvimento de um método para ajustes de salto de vetor aplicado em geração distribuída

Abstract

O aumento da demanda por eletricidade tem incentivado os consumidores a investir em recursos energéticos distribuídos e, entre eles, estão os geradores síncronos alimentados a biogás. Uma das principais preocupações com isso é a possibilidade destas fontes alimentarem uma seção da rede durante uma falta, conhecida como operação ilhada. Para evitar tal condição, os geradores distribuídos devem possuir dispositivos de proteção que possam identificar essa perda de conexão. O relé de salto de vetor é uma das técnicas mais populares para detecção de ilhamento aplicada a geradores síncronos. No entanto, uma preocupação crescente com a falsa atuação desses relés levou, em 2021, o operador nacional do sistema elétrico brasileiro a solicitar à agência reguladora a realização de pesquisas ponderando quanto a continuidade do uso dessa proteção, além de, pesquisas para contornar a dificuldade na escolha dos seus valores de ajustes. No presente documento de Tese é descrita uma revisão bibliográfica demonstrando-se que, até o momento, havia uma carência por um procedimento a ser seguido para obtenção dos ajustes do relé de salto de vetor. Na sequência é realizada a análise detalhada do seu princípio de funcionamento bem como do procedimento para a realização de simulações utilizando-se do MATLAB/SIMULINK. Como principal contribuição, é proposta uma equação para determinar o valor de ajuste do relé, considerando diferentes desbalanços entre carga e geração. Como contribuição adicional, uma análise é realizada demonstrando-se que este dispositivo de proteção é rápido para detectar ilhamento quando há um desequilíbrio de energia maior que 30%, mas pode apresentar falsos disparos se ajustado para valores de desbalanço inferiores a este limite. Apresenta-se ainda uma discussão para demonstrar que há problemas com o uso correto deste dispositivo em conformidade com os padrões atuais mostrando a necessidade da realização de investigações adicionais. Conclui-se o presente estudo exemplificando a aplicação da equação para obtenção dos ajustes do relé de salto de vetor.