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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8019
Tipo do documento: | Dissertação |
Title: | Desempenho na detecção de ilhamento de geradores distribuídos baseados em inversores considerando técnicas ativas e funções de suporte de rede |
Other Titles: | Islanding detection performance of inverter-based distributed generators considering active anti-islanding methods and grid support functions |
Autor: | Siqueira, Vitor Francisco Bassi de Franchi ![]() |
Primeiro orientador: | Motter, Daniel |
Primeiro coorientador: | Almeida, Adriano Batista de |
Primeiro membro da banca: | Monaro, Renato Machado |
Segundo membro da banca: | Aguiar, Cassius Rossi de |
Resumo: | Diante do crescente cenário de expansão da geração distribuída (GD), em especial a advinda de fontes solares fotovoltaicas, conectadas por meio de geradores baseados em inversores (GBIs), surge o desafio relacionado ao ilhamento não intencional. O ilhamento consiste na operação em que a central geradora supre uma porção eletricamente isolada do sistema de distribuição ao qual está conectada. A operação ilhada de geradores distribuídos pode resultar em problemas relacionados a aspectos de segurança, comerciais e técnicos. Dessa forma, é necessário que os geradores distribuídos sejam desconectados em condições de ilhamento. Para isso, utilizam-se técnicas anti-ilhamento, classificadas basicamente em técnicas passivas e técnicas ativas. Além da eliminação do ilhamento, outras funcionalidades vêm sendo exigidas dos geradores distribuídos, visando assegurar e estabelecer níveis mínimos de segurança, sendo essas os requisitos de suportabilidade e suporte de rede. Assim, torna-se essencial avaliar o impacto que múltiplos GBIs, que atendem aos requisitos de suportabilidade, participam do suporte à rede e utilizam técnicas ativas de detecção de ilhamento, podem causar no desempenho dessa detecção. Neste trabalho, é avaliado o desempenho na detecção de ilhamento de GBIs, considerando as funcionalidades listadas, por meio das técnicas ativas GEFS (General Electric Frequency Scheme) e GEVS (General Electric Voltage Scheme), além das funções de suporte de rede frequency-watt (Controle PF), volt-watt (Controle PV) e volt-var (Controle QV). As análises foram realizadas por meio de simulações computacionais utilizando o software ATP (Alternative Transients Program). O desempenho foi apresentado para grupos de funções de proteção baseadas em frequência e tensão, sendo sub/sobrefrequência e sub/sobretensão, respectivamente. Os resultados foram obtidos a partir de nove diferentes cenários e 465 condições operativas, totalizando mais de 4.185 simulações. Apesar de os resultados deste trabalho serem condicionados à modelagem empregada, eles ainda indicam que o desempenho na detecção de ilhamento de GBIs, considerando técnicas ativas e funções de suporte de rede, atingiu valores de até 100%, embora fatores como o tempo máximo de atuação considerado, as funções de proteção analisadas, incluindo valores de pick-ups e temporizações, tenham influenciado os resultados. |
Abstract: | Given the growing expansion of distributed generation (DG), particularly from solar photovoltaic sources connected via inverter-based generators (IBGs), the challenge of unintentional islanding emerges. Islanding refers to the operation in which the generating unit supplies an electrically isolated portion of the distribution system to which it is connected. The islanded operation of distributed generators can lead to issues related to safety, commercial, and technical aspects. Thus, it is necessary to disconnect distributed generators under islanding conditions. For this purpose, anti-islanding techniques are employed, which are generally classified into passive and active techniques. In addition to eliminating islanding, other functionalities are increasingly required from distributed generators to ensure and establish minimum safety standards, including ride-through capabilities and grid support requirements. Therefore, it becomes essential to evaluate the impact that multiple IBGs, compliant with ride-through requirements, participating in grid support, and employing active islanding detection techniques, may have on the performance of such detection. This study evaluates the islanding detection performance of IBGs, considering the listed functionalities, using the active techniques GEFS (General Electric Frequency Scheme) and GEVS (General Electric Voltage Scheme), as well as the grid support functions frequency-watt (PF control), volt-watt (PV control), and volt-var (QV control). The analyses were conducted through computational simulations using the Alternative Transients Program (ATP) software. Performance was assessed for protection function groups based on frequency and voltage, namely under/overfrequency and under/overvoltage, respectively. The results were obtained from nine different scenarios and 465 operating conditions, totaling over 4,185 simulations. Although the results of this study are conditioned by the employed modeling, they indicate that the islanding detection performance of IBGs, considering active techniques and grid support functions, achieved values of up to 100%. However, factors such as the maximum allowed response time, the analyzed protection functions, including pick-up settings and time delays, influenced the outcomes. |
Keywords: | Inversores Técnicas ativas Funções de suporte de rede Requisitos de suportabilidade Funções de proteção Inverters Active techniques Grid support functions Ride through Protection functions |
CNPq areas: | ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação |
Campun: | Foz do Iguaçu |
Citation: | Siqueira, Vitor Francisco Bassi de Franchi. Desempenho na detecção de ilhamento de geradores distribuídos baseados em inversores considerando técnicas ativas e funções de suporte de rede. 2025. 110 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu - PR. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8019 |
Issue Date: | 14-Feb-2025 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ) |
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Vitor_Francisco_Bassi_de_Franchi_Siqueira_2025.pdf | Documento principal | 3.71 MB | Adobe PDF | View/Open Preview |
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