Fornecimento ótimo de serviços ancilares por parte de geradores distribuídos em sistemas de distribuição de energia elétrica

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dc.contributor.advisor1Rueda Medina, Augusto César
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4291-3153
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/7397584412509839
dc.contributor.authorNascimento, Daniel Fonseca do
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0006-6730-7527
dc.contributor.authorLatteshttps://lattes.cnpq.br/3412161686902841
dc.contributor.referee1Santos, Walbermark Marques dos
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9871-6028
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/5558697161842579
dc.contributor.referee2Ferraz, Rafael Santos Freire
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-8857-011X
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/5323068276181437
dc.date.accessioned2026-03-18T12:15:33Z
dc.date.available2026-03-18T12:15:33Z
dc.date.issued2025-10-20
dc.description.abstractThe increasing penetration of DG units, particularly photovoltaic systems, has transformed the operation and planning of distribution networks, opening opportunities for these resources to provide complementary functions such as reactive power support, voltage regulation, and active power reserve for frequency control. This dissertation thesis investigates the provision of ancillary services (AS) through distributed generation (DG) in electric power distribution systems, emphasizing the technical, economic, and regulatory aspects that determine the feasibility of this application. To assess this potential, a market-based dispatch methodology was developed and implemented in the optimization environment AMPL, considering operational constraints and compliance with voltage quality standards established in Module 8 of the Brazilian Distribution Procedures. The methodology was applied to the IEEE 37-bus test feeder in a 24-hour simulation, optimizing the active and reactive dispatch of DG units. The technical results highlight improvements in voltage profiles, mitigation of violations beyond the Permitted Deviation Range and Critical Deviation Range, and reduction of power losses. From an economic perspective, the model demonstrates significant benefits for distribution utilities, including a 41% reduction in system operating costs and a 93.5% decrease in regulatory penalty expenses related to non-compliance with service quality limits. Additionally, the study incorporates a competitive market remuneration structure, analyzing how such a mechanism can incentivize DG participation based on actual operational costs. The findings suggest that DG-based AS provision is both technically feasible and economically advantageous, enhancing system robustness, encouraging efficiency, and improving regulatory performance indicators of continuity and power quality. These results reinforce the relevance of integrating DG into ancillary service frameworks as a strategic approach to modernize distribution systems, align with regulatory requirements, and promote a more resilient and sustainable electricity sector
dc.description.resumoA crescente inserção de unidades de GD, especialmente fotovoltaicas, em redes de distribuição tem modificado significativamente a operação e o planejamento do setor, criando a oportunidade de que tais recursos desempenhem funções complementares ao suprimento de energia, como o suporte de potência reativa, o controle de tensão e a reserva de potência ativa voltada à regulação de frequência. Este trabalho analisa a prestação de serviços ancilares (SAs) por meio da geração distribuída (GD) em sistemas de distribuição de energia elétrica, considerando aspectos técnicos, econômicos e regulatórios que moldam a viabilidade dessa aplicação. Para analisar este potencial, desenvolveu-se uma metodologia de despacho baseada em mercado, implementada em ambiente de otimização no software A Mathematical Programming Language, considerando o atendimento às restrições de operação e aos padrões de qualidade de tensão definidos no Módulo 8 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional. A metodologia foi aplicada a um sistema-teste do Institute of Electrical and Electronic Engineers de 37 barras, em simulações de 24 horas, contemplando o despacho ótimo de potência ativa e reativa das unidades de GD. Os resultados técnicos evidenciam benefícios como a melhoria do perfil de tensão, a mitigação de valores que integrariam os índices de Duração Relativa da Transgressão de Tensão Precária e de Duração Relativa da Transgressão de Tensão Crítica, além da redução de perdas elétricas. Sob a ótica econômica, o modelo mensura ganhos expressivos para a concessionária de distribuição, incluindo redução de 41% nos custos operacionais de operação do sistema e mitigação de 93,5% das despesas relacionadas a penalidades regulatórias por não conformidade com os limites de qualidade de serviço. O estudo também avalia a estrutura de remuneração em ambiente competitivo, destacando como o mecanismo de mercado pode estimular a participação dos agentes de GD com base em seus custos reais de operação. Conclui-se que a utilização de GD como provedora de SAs é tecnicamente viável e economicamente vantajosa, contribuindo para maior robustez do sistema, incentivo à eficiência e aprimoramento dos indicadores regulatórios de continuidade e qualidade da energia elétrica
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20959
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
dc.subjectServiços ancilares
dc.subjectGeração distribuída
dc.subjectQualidade de energia elétrica
dc.subjectAncillary services
dc.subjectDistributed generation
dc.subjectPower quality compliance
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleFornecimento ótimo de serviços ancilares por parte de geradores distribuídos em sistemas de distribuição de energia elétrica
dc.typemasterThesis
foaf.mboxdaniel_nascimento26@hotmail.com
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