dc.creator.ID |
DIAS, P. V. S. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/8274106138100366 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
NEVES, Washington Luiz Araújo. |
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dc.contributor.advisor1ID |
NEVES, W. L. A. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3107104665517286 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
FERNANDES JÚNIOR, Damásio. |
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dc.contributor.referee2 |
DANTAS, Karcius Marcelus Colaço DANTAS |
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dc.contributor.referee3 |
FERNANDES , Alecio Barreto. |
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dc.description.resumo |
O crescimento acelerado da geração renovável no Brasil, especialmente a eólica e a solar, tem
trazido desafios operacionais significativos para o SIN. A variabilidade dessas fontes podem
levar a condições operativas inseguras, resultando em restrições de geração, como curtailment
e constrained-off, além de impactos econômicos e técnicos para o setor elétrico. Diante desse
cenário, este trabalho propõe uma metodologia que combina a análise da região de segurança
do sistema elétrico com dados históricos de fatores de capacidade da geração eólica e solar,
permitindo uma avaliação mais precisa das condições de operação da rede. A metodologia é
composta por cinco etapas principais. Primeiro, são coletados e processados os dados históricos
de geração eólica e solar, extraídos do portal de Dados Abertos do ONS, permitindo a obtenção
dos fatores de capacidade horários. Em seguida, é realizada a simulação da região de segurança
do sistema elétrico, representando os limites operacionais da rede. Posteriormente, os dados
históricos são mapeados nessa região, possibilitando a identificação de períodos críticos em que
a geração renovável ultrapassa os limites do sistema. A quarta etapa envolve o desenvolvimento
de um algoritmo de diagnóstico da rede, que classifica cada combinação de geração como
segura ou insegura, além de calcular métricas como tempo de exposição e restrição de potência
necessária para manter a operação segura. Por fim, a metodologia propõe duas estratégias de
mitigação de restrições: o Modo Corte Mínimo de Potência, que minimiza o corte de geração
necessário para manter a segurança do sistema, e o Modo Corte Direcionado de Potência (Corte
Estratégico de Geração), que ajusta a geração respeitando a tendência natural de variação ao
longo do dia, reduzindo as possíveis intervenções em sala de controle. Para demonstrar a
robustez e a eficácia da metodologia, foi realizado um estudo de caso nas regiões do Rio Grande
do Norte e Ceará. Essas regiões são caracterizadas por uma alta penetração de usinas eólicas e
solares, tornando-as ideais para testar a abordagem proposta. Os resultados obtidos demonstram
que a metodologia desenvolvida é capaz de fornecer uma análise detalhada da interação entre a
geração renovável e a segurança operativa da rede elétrica. A proposta permite não apenas a
identificação de cenários críticos, mas também a quantificação das restrições de geração e seus
custos associados. Dessa forma, a abordagem apresentada pode contribuir significativamente
para o aprimoramento das estratégias de operação do sistema elétrico brasileiro, viabilizando
um maior aproveitamento das fontes renováveis e reduzindo os impactos das restrições
operativas. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica. |
pt_BR |
dc.title |
Metodologia que integra variabilidade, complementaridade entre fontes de energia e dados históricos na análise de fluxo de potência. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2025-03-21 |
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dc.description.abstract |
The rapid growth of renewable generation in Brazil, especially wind and solar, has brought
significant operational challenges to the SIN (National Interconnected System). The variability
of these sources can lead to unsafe operating conditions, resulting in generation constraints such
as curtailment and constrained-off, as well as economic and technical impacts on the electricity
sector. Given this scenario, this study proposes a methodology that combines the analysis of
the power system’s security region with historical data on wind and solar generation capacity
factors, enabling a more accurate assessment of the network’s operating conditions. The
methodology consists of five main steps. First, historical wind and solar generation data are
collected and processed from the ONS Open Data portal, allowing the calculation of hourly
capacity factors. Next, a simulation of the power system’s security region is performed,
representing the network's operational limits. Subsequently, the historical data are mapped onto
this region, enabling the identification of critical periods when renewable generation exceeds
system limits. The fourth step involves developing a network diagnostic algorithm that
classifies each generation combination as safe or unsafe and calculates metrics such as exposure
time and the power curtailment required to maintain safe operation. Finally, the methodology
proposes two mitigation strategies for generation constraints: the Minimum Power Curtailment
Mode, which minimizes the necessary generation reduction to ensure system security, and the
Directed Power Curtailment Mode (Strategic Generation Curtailment), which adjusts
generation while respecting the natural variation trend throughout the day, reducing potential
control room interventions. To demonstrate the robustness and effectiveness of the
methodology, a case study was conducted in the Rio Grande do Norte and Ceará regions. These
regions are characterized by a high penetration of wind and solar farms, making them ideal for
testing the proposed approach. The obtained results show that the developed methodology
provides a detailed analysis of the interaction between renewable generation and the operational
security of the power grid. The proposal not only enables the identification of critical scenarios
but also quantifies generation constraints and their associated costs. Thus, the presented
approach can significantly contribute to improving the operational strategies of the Brazilian
power system, enabling greater utilization of renewable sources and reducing the impacts of
operational constraints. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41598 |
|
dc.date.accessioned |
2025-04-15T13:40:52Z |
|
dc.date.available |
2025-04-15 |
|
dc.date.available |
2025-04-15T13:40:52Z |
|
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Análise da rede elétrica |
pt_BR |
dc.subject |
Análise energética |
pt_BR |
dc.subject |
Curtailment |
pt_BR |
dc.subject |
Fator de capacidade – energia eólica |
pt_BR |
dc.subject |
Fator de capacidade – energia fotovoltaica |
pt_BR |
dc.subject |
Geração de energia renovável |
pt_BR |
dc.subject |
Planejamento elétrico |
pt_BR |
dc.subject |
Sistema elétrico – segurança pperativa |
pt_BR |
dc.subject |
Power grid analysis |
pt_BR |
dc.subject |
Energy analysis |
pt_BR |
dc.subject |
Curtailment |
pt_BR |
dc.subject |
Capacity factor – wind power |
pt_BR |
dc.subject |
Capacity factor – photovoltaic power |
pt_BR |
dc.subject |
Renewable energy generation |
pt_BR |
dc.subject |
Electrical planning |
pt_BR |
dc.subject |
Electrical system – operational safety |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
DIAS, Paulo Vitor da Silva. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Methodology that integrates variability, complementarity between energy sources and historical data in power flow analysis. |
pt_BR |
dc.description.sponsorship |
Capes |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
DIAS, Paulo Vitor da Silva. Metodologia que integra variabilidade, complementaridade entre fontes de energia e dados históricos na análise de fluxo de potência. 2025. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025. |
pt_BR |