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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44913
ORCID: | ![]() |
Document type: | Tese |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Medição e modelagem do efeito pelicular para estudos de fluxo harmônico em sistemas de distribuição de energia elétrica |
Alternate title (s): | Measurement and modeling of the skin effect for harmonic flow studies in electric power distribution systems |
Author: | Silvério, Eduardo Tavares Silvério |
First Advisor: | Macedo Junior, José Rubens |
First member of the Committee: | Gondim, Isaque Nogueira |
Second member of the Committee: | Teixeira, Mateus Duarte |
Fourth member of the Committee: | Barra, Pedro Henrique Aquino |
Summary: | As perdas técnicas ocorrem devido o transporte de energia elétrica das unidades geradores, até as consumidoras. Nesse aspecto, inicialmente considera-se apenas componente fundamental de tensão e corrente alternadas, em conformidade com a legislação que regula o setor elétrico. Entretanto, com a mudança da tipologia de carga e avanço das tecnologias que utilizam de semicondutores, que inserem componentes harmônicas de corrente na rede, a abordagem que contempla exclusivamente a componente fundamental das grandezas elétricas fica obsoleta. Sendo assim, componentes harmônicas se tornam presentes e com isso surge o aumento das perdas no transporte de energia elétrica. Esse aumento é resultado do incremento no valor eficaz da corrente, consequência das componentes harmônicas, mas também do Efeito Pelicular na resistência dos cabos condutores. O presente trabalho visa modelar o Efeito Pelicular, de forma a reduzir o tempo de simulação em estudos de fluxo de potência harmônico, que pode levar vários dias, considerando uma rede de distribuição de energia real. Além disso, essa tese visa quantificar o impacto que o Efeito Pelicular tem nas perdas técnicas nas redes de distribuição de energia elétrica. A abordagem realizada contempla desenvolvimento analítico do fenômeno, metodologia de medição de resistência elétrica, assim como simulação computacional com a constatação de incremento nas perdas regulatórias por meio do Python em interface com OpenDSS. Os resultados apontam que a metodologia proposta é satisfatória, proporcionando uma redução significativa no tempo de simulação e, adicionalmente, produz resultados fiéis às modelagens tradicionalmente utilizadas nos softwares de simulação de fluxo de potência harmônico. |
Abstract: | Technical losses occur due to the energy transfer among generating units to the consumers. Therefore, only the fundamental frequency component of voltage and current is considered, in accordance with the regulation enforced on electric power systems. However, load typology has been changing and new technologies, such as semiconductors, emerges. In this scenario, an increase on voltage and current distortion is observed. Consequently, power losses computed through fundamental components are not adequate to represent the real electrical conditions on power systems. In this case a new methodology covering harmonic components should be considered to compute power losses regarding energy transfer. Thus, harmonic distortions have become more intense, due to more non-linear loads connected on power systems, and an increase in power losses have been noted. This may be explained because of the increase in current rms values led by harmonic distortions. Nevertheless, it may also be due to Skin Effect on conductors, where its resistance values are incremented once harmonic currents flows through the conductor. The current body of work aims to model the Skin Effect, in order to reduce the simulation time in harmonic power flow studies, which can take several days, considering a real power distribution network. In addition, this thesis aims to quantify the impact that the Skin Effect has on technical losses in electricity distribution networks. The approach carried out includes analytical development of the phenomenon, electrical resistance measurement methodology, as well as computer simulation with the verification of an increase in regulatory losses through Python in interface with OpenDSS. The results indicate that the proposed methodology is satisfactory, providing a significant reduction in the simulation time and, additionally, produces results faithful to the models traditionally used in harmonic power flow simulation software. |
Keywords: | Efeito Pelicular Perdas Técnicas Distribuição de Energia Elétrica |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICA |
Subject: | Engenharia Elétrica Sistemas de energia elétrica Energia elétrica - Distribuição |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
Quote: | SILVÉRIO, Eduardo Tavares. Medição e modelagem do efeito pelicular para estudos de fluxo harmônico em sistemas de distribuição de energia elétrica. 2024. 104 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.255. |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.255 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44913 |
Date of defense: | 22-Mar-2024 |
Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos. |
Appears in Collections: | TESE - Engenharia Elétrica |
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