Maximum integration levels of wind power in distribution grids according to steady state voltage variation requerements

Autor: Löwenberg, Vanessa Viquetti
Přispěvatelé: Reginatto, Romeu, Lotero, Roberto Cayetano, Lemos, Flávio Antônio Becon
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
instacron:UNIOESTE
Popis: Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO VANESSAVIQUETTI LOWENBERG.pdf: 2250957 bytes, checksum: 81895e5a2a510f6aea4627b4b6c0d230 (MD5) Previous issue date: 2013-04-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work considers the connection of wind power units to the distribution system, aiming at verifying the maximum power limits that can be connected complying with given connection requirements. The maximum power limits have been characterized in terms of maximum integration levels, to the equivalent capacity in the connection node, and in terms of maximum penetration levels, to the full load power feeder. The steady-state voltage in the distribution system nodes has to comply with a priori given maximum variation limits for all possible wind farm working conditions, supplying from 20 to 100% of its nominal power. The research has been developed in two different distribution feeders: a 5-nodes distribution feeder, connecting the wind farm at four different points and considering three different load levels; a 32-nodes distribution feeder, connecting the wind farm to ten different nodes of the system and also considering three different load levels. The maximum integration and penetration levels of wind power have been evaluated in terms of (i) the connection node characteristics (equivalent X/R ratio impedance and voltage); (ii) the feeder load; (iii) the connection node. The connection of either one or two wind farms has been considered for both feeders, assuming wind farms with equal characteristics. The analysis showed strong influence of the impedance X/R ratio on the maximum wind energy integration and penetration levels. The feeder load influences these levels in a non-linear manner and in some cases also an in inverse way, i.e. the load increasing can either increase or decrease the maximum integration level. The equivalent voltage influence on the maximum wind power integration and penetration was not evident in the performed tests. The feeder structure did influence the levels since, in many cases, the maximum integration and penetration levels of wind power have not been determined by the voltage in the connection node but by the voltage in other feeder s node. In general, the connection of two wind farms showed higher wind energy penetration levels compared to only one wind farm, being more or less expressive according to the connecting node characteristics. Este trabalho se insere no contexto do estudo da conexão de unidades de geração eólica em sistemas de distribuição no sentido de verificar quais os limites máximos de potência que po- dem ser interligados atendendo a determinados requisitos de conexão. Os limites máximos de potência são caracterizados em termos dos níveis máximos de inserção de geração eólica, relativos à capacidade equivalente vista pelo nó de conexão, e da máxima penetração de geração eólica, relativos à carga instalada no alimentador. Exige-se que a tensão de regime permanente nos nós do alimentador de distribuição atenda a limites máximos pré-estabelecidos de variação para todas as condições operativas possíveis do parque eólico produzindo desde 20% até 100% de sua potência nominal. O estudo foi realizado através de simulação computacional sobre dois alimentadores de distribuição diferentes: um alimentador com 5 nós, conectando o parque eólico em quatro diferentes pontos deste sistema e considerando três níveis diferentes de carregamento; e um alimentador com 32 nós, conectando o parque eólico em dez diferentes pontos deste sistema e considerando também três níveis diferentes de carregamento. Os níveis máximos de inserção e penetração de geração eólica foram analisados em função: (i) das características do nó de conexão (relação X/R da impedância e tensão equivalentes); (ii) do carregamento do alimentador; (iii) do nó de conexão. Para os dois alimentadores foram considerados os casos da conexão de um e de dois parques eólicos, sendo que em todos os casos foram adotados parques eólicos idênticos. As análises realizadas mostraram grande influência da relação X/R da impedância equivalente tanto sobre a inserção quanto a penetração de geração eólica. O carregamento do alimentador influenciou de maneira não linear e também em alguns casos de maneira inversa, significando que o aumento do carregamento pode tanto aumentar quanto reduzir a máxima inserção de geração eólica. A influência da tensão equivalente sobre a inserção e penetração de geração eólica não mostrou-se muito evidente nos testes realizados. A topologia do alimentador teve influência, pois em diversos casos os limites má- ximos de inserção e penetração de geração eólica foram determinados pela tensão em nós do alimentador distintos do nó de conexão do parque. De maneira geral, a conexão de dois parques eólicos mostrou atingir níveis superiores de penetração de geração eólica em comparação a um só parque, podendo ser mais ou menos expressiva conforme a característica dos nós de conexão envolvidos.
Databáze: OpenAIRE
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