Estudo de Anti-ilhamento da Rede

O que é anti-ilhamento?

As indústrias de processo geralmente conectam seus geradores internos em paralelo com a rede para aumentar a confiabilidade do fornecimento de energia. Colocar o gerador interno em paralelo com a rede permite atender a requisitos de carga extra, exportar a energia excedente gerada, lidar com cargas flutuantes, suportar cargas pesadas momentâneas ou partir motores. Se não forem tomadas medidas adequadas contra perturbações na rede, o sistema de energia pode entrar em colapso e levar ao encerramento da central.

Denomina-se esquema de anti-ilhamento da rede o processo de desconexão da planta da rede em caso de perturbação. Geralmente, o anti-ilhamento da rede é seguido pela exclusão de carga ou de geração, dependendo da quantidade de carga e geração no sistema ilhado. O anti-ilhamento da rede também é aplicável aos sistemas de microrredes.

Para realizar o estudo do anti-ilhamento da rede é necessário fazer a modelagem dinâmica do sistema e simulações de estabilidade transitória. Os resultados do estudo fornecem dados para definir as configurações ideais de proteção para o relé de desconexão da rede e ainda trazem recomendações sobre redução de carga. Os softwares utilizados para esses estudos incluem ETAP, DIgSILENT PowerFactory, PSCAD ou PSS/E.

Qual é a importância de estudar o anti-ilhamento da rede?

• Avaliar o desempenho da planta durante distúrbios na rede;
• Calcular as configurações de proteção do relé de anti-ilhamento para diversos elementos, como sub/sobrefrequência, sub/sobretensão, taxa de variação de frequência df/dt (ROCOF) e mudança de vetor;
• Avaliar a necessidade de redução de carga após o ilhamento da rede e recomendar o esquema de desligamento de carga (com base na frequência ou desligamento de carga inteligente).

Metodologia – como é o estudo de anti-ilhamento da rede?

• Coletamos as entradas (SLD, parâmetros dos equipamentos – classificação de tensão em kV, classificação de potência em MVA, impedância, nível de falha do sistema, razão X/R, parâmetros dinâmicos dos equipamentos para simulações de estabilidade transitória, etc.);
• Modelamos o sistema no software de estudo;
• Realizamos as simulações de estabilidade transitória para várias configurações do sistema (configuração normal e de contingência);
• Avaliamos o desempenho das variações de tensão e frequência;
• Fornecemos recomendações sobre as configurações de proteção para o relé de ilhamento de rede e o relé de desligamento de carga;
• Enviamos um relatório detalhado.

Resultado do estudo de anti-ilhamento

• Relatório detalhado explicando os dados de entrada, a configuração do sistema, observações e recomendações;
• Desempenho do sistema durante perturbações;
• Recomendação sobre as configurações de proteção dos relés de anti-ilhamento da rede;
• Recomendação sobre o esquema de redução de carga.

Normas e referências aplicáveis

• NBR IEC 62116: procedimento de ensaio de anti-ilhamento para inversores de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica;
• IEEE Std 399: prática recomendada para análise de sistemas de energia industriais e comerciais;
• IEEE 1110: guia para práticas e aplicações de modelagem de geradores síncronos em análises de estabilidade de sistemas de energia;
• IEEE Std 421: prática recomendada para modelos de sistemas de excitação para estudos de estabilidade de sistemas de energia.

Perguntas Frequentes

O que é o estudo de anti-ilhamento da rede?

O estudo de anti-ilhamento da rede determina os ajustes de proteção que desconectam uma planta com geração própria da concessionária quando ocorre uma perturbação, evitando que o gerador continue alimentando um trecho ilhado da rede. Por meio de modelagem dinâmica e simulações de estabilidade transitória, são definidos os ajustes do relé de desconexão e o esquema de redução de carga.

Quando o estudo de anti-ilhamento é obrigatório?

O estudo de anti-ilhamento torna-se necessário sempre que existe geração própria (gerador, cogeração, microrrede ou usina fotovoltaica) operando em paralelo com a rede da concessionária. Para inversores fotovoltaicos conectados à rede, o ensaio de anti-ilhamento é exigido pela ABNT NBR IEC 62116, e a conexão segue os requisitos da distribuidora em São Paulo.

O que é ROCOF na proteção de anti-ilhamento?

ROCOF (Rate of Change of Frequency) é a taxa de variação de frequência df/dt usada para detectar rapidamente o ilhamento da rede. Quando a planta é ilhada, o desequilíbrio entre geração e carga provoca uma variação acelerada da frequência; o relé com função ROCOF atua junto a proteções de sub/sobrefrequência, sub/sobretensão e mudança de vetor para comandar a desconexão.

Quais normas se aplicam ao estudo de anti-ilhamento?

Aplica-se a ABNT NBR IEC 62116, que define o procedimento de ensaio de anti-ilhamento para inversores fotovoltaicos conectados à rede. As simulações seguem ainda a IEEE Std 399, a IEEE 1110 (modelagem de geradores síncronos) e a IEEE Std 421 (sistemas de excitação), além das exigências da NR-10 para os serviços elétricos executados em São Paulo.

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