Abstract:
The increasing integration of solar photovoltaic generation into electrical distribution
systems has significantly transformed the operation and control of distribution
networks. This type of distributed generation, especially in the form of micro and mini generation, introduces substantial changes to power flows, which traditionally moved
unidirectionally from substations to load centers. One of the most significant technical
impacts in this scenario is the voltage rise in feeders, particularly under steady-state
conditions, which can compromise power quality and grid reliability. Conventional
voltage control systems, comprising voltage regulators and fixed or switchable
capacitor banks, were designed for networks with unidirectional power flow. With the
growing penetration of photovoltaic generation, power flow reversals frequently occur,
necessitating parameter adjustments in these devices to prevent violations of
normative voltage limits. Additionally, photovoltaic generation, characterized by its
intermittency and dependence on weather conditions, intensifies voltage profile
variations, requiring more dynamic and adaptive solutions. In Brazil, distributed
photovoltaic generation has expanded rapidly, driven by regulatory incentives
reductions in photovoltaic system costs. However, this trend also presents challenges
for power utilities, including increased operational costs, the need for infrastructure
investments, and adjustments to tariff regulatory models to mitigate financial impacts.
This study primarily addresses the technical impacts associated with voltage rise in
feeders due to solar generation integration.
Description:
A crescente integração da geração solar fotovoltaica nos sistemas de distribuição de
energia elétrica tem gerado profundas transformações nos modos de operação e
controle das redes de distribuição. Essa modalidade de geração distribuída,
especialmente em sua forma de micro e minigeração, promove mudanças
significativas nos fluxos de potência, que tradicionalmente seguiam de forma
unidirecional, da subestação para os centros de carga. Um dos impactos técnicos
mais relevantes desse cenário é o aumento dos níveis de tensão nos alimentadores,
especialmente em regime permanente, o que pode comprometer a qualidade da
energia elétrica e a confiabilidade da rede. Os sistemas convencionais de controle de
tensão, compostos por reguladores de tensão e bancos de capacitores fixos ou
chaveáveis, foram projetados para operar em redes com fluxo unidirecional. Com a
crescente penetração de geração fotovoltaica, frequentemente ocorre a reversão do
fluxo de potência, demandando adaptações nos parâmetros desses dispositivos para
evitar violações nos limites normativos de tensão. Adicionalmente, a geração
fotovoltaica, caracterizada por sua intermitência e dependência das condições
climáticas, intensifica as variações nos perfis de tensão, exigindo soluções mais
dinâmicas e adaptativas. No contexto brasileiro, a geração distribuída fotovoltaica tem
se expandido rapidamente, impulsionada por incentivos regulatórios e pela redução
dos custos associados aos sistemas fotovoltaicos. Contudo, essa tendência também
evidencia desafios para as distribuidoras de energia, incluindo o aumento dos custos
operacionais, a necessidade de investimentos em infraestrutura e a readequação dos
modelos de regulação tarifária para mitigar os impactos financeiros. Este trabalho
aborda, principalmente, os impactos técnicos relacionados ao aumento de tensão nos
alimentadores devido à inserção de geração solar