O consumo de reativos e a geração distribuída

A geração distribuída vem se tornando uma alternativa interessante na busca por redução dos custos de suprimento. Assim, os consumidores têm à disposição uma série de oportunidades que consideram o  uso de fontes próprias como geradores a gás, biocombustíveis ou painéis fotovoltaicos que pelos inversores injetam a energia nas redes das distribuidoras de forma a compensar o consumo de suas cargas.

Além dos cuidados clássicos relacionados à interligação, aos equipamentos e à própria aprovação do projeto de acesso pela distribuidora,  surge  uma  necessidade que deverá ser considerada por estes “prossumidores” como estão sendo tratados em uma nova morfologia da nossa língua.

A situação aqui tratada é ilustrada na Figura 1, em que se apresenta:

• Alimentação pela distribuidora em média tensão em transformador do consumidor em SE própria (ponto P4);
• Conexão de sistema fotovoltaico no Quadro Geral de BT onde também são conectadas as cargas da planta e o sistema de compensação de energia reativa;
• A Figura 1 apresenta o fluxo de potência ativa e reativa, considerando a carga, a geração FV e as correntes harmônicas geradas pela própria carga e pelo inversor do sistema FV.

O que se nota é que o fator de potência da carga definido pela conhecida relação trigonométrica das potências reativa e ativa definiu aos gestores da planta a instalação de um sistema de compensação reativa, representado na Figura 1

Neste caso podemos assumir uma situação de demanda típica da carga de 300 kW com 200 kvar, e o fator de potência típico de 83%. Nesta situação foi definido um sistema de compensação reativa com injeção de 100 kvar, elevando o fator de potência para 95%. Nesta situação, a frequência de ressonância é da ordem da 12ª harmônica.

Caso o sistema de compensação reativa não fosse do tipo antirressonante, o sistema estaria eventualmente sujeito a ressonância na 11ª harmônica dependendo de outros fatores da instalação.

Quando da ligação do sistema de geração distribuída é importante que se observe a potência gerada e a capacidade do inversor também gerar potência reativa. Note que este cenário deve ser claramente definido, uma vez que em medição tomada como a ilustrada nas Figuras 2 e 3, existindo somente geração de potência ativa liquida que será descontada daquela consumida na tarifação de energia ativa, sem considerar a geração proporcional da potência reativa. A Figura 3 indica uma pequena porcao de energia reativa consumida pelo sistema de GD.

Neste cenário, a nova situação apresenta uma potência ativa consumida não mais de 300 kW, mas, de 220 kW durante o pico de geração e a potência reativa consumida anteriormente será levemente acrescida em função do consumo do sistema de GD. Assumindo-se o mesmo consumo de 200 kvar anteriormente definido e injeção dos mesmos 100 kvar existentes para a compensação reativa, o novo fator de potência durante o pico de geração solar será de 74% sem a compensação reativa e 91% com a injeção do  reativo dos capacitores existentes.  A  inserção  de novos capacitores para a correção do novo fator de potência mudará a frequência de ressonância para valores próximos ao das frequências das correntes harmônicas típicas das cargas e inversor aumentando a possibilidade de ressonância harmônica. Portanto, a implantação de GD deve ser precedida de um estudo de compensação reativa e ressonância harmônica.