Estudo da qualidade de energia elétrica nas instalações da Universidade do Minho

Abstract

A proliferação das cargas não-lineares nas redes elétricas contribuiu para um aumento dos problemas de qualidade de energia elétrica (QEE). Os problemas de QEE podem causar perdas económicas elevadas ao consumidor, pois afetam o bom funcionamento nos equipamentos ligados à rede elétrica. Posto isto, é essencial a realização de monitorizações de qualidade de energia elétrica com os objetivos de fazer uma análise de qualidade do serviço prestado, identificando eventuais medidas de melhoria. Neste sentido, a Universidade do Minho adota políticas e medidas procurando alcançar uma maior sustentabilidade energética e daqui advém o principal incentivo para esta dissertação. De forma a eliminar ou mitigar os diversos problemas que possam existir na rede elétrica foram estudadas diversas soluções de compensação de QEE, desde filtros passivos, mais facilmente implementáveis, aos filtros ativos de potência, mais completos e com mais funcionalidades, com uma implementação mais dispendiosa. Nesta dissertação, o principal objetivo é recolher e analisar os parâmetros de qualidade de energia elétrica nas instalações da Universidade do Minho, mais concretamente no laboratório do grupo de eletrónica de potência e energia localizado no Departamento de Eletrónica Industrial, no Campus de Azurém. Para a concretização da monitorização usou-se um analisador de qualidade de energia elétrica que oferece um vasto leque de funcionalidades e que permite o acesso a um conjunto de medições e indicadores que permitem avaliar a qualidade de um sistema elétrico. Com base nos dados recolhidos, foram estudadas e validadas em ambiente de simulação possíveis soluções a adotar com o intuito de melhorar a qualidade de energia nas instalações. Com base nos resultados obtidos foi feita uma prospeção de mercado e foram identificados equipamentos que melhor se adequam ás instalações em estudo.

The proliferation of non-linear loads in electrical power grids has contributed to an increase in electrical power quality (PQ) problems. PQ problems can cause high economic losses to the consumer, as they affect the proper functioning of equipment connected to the power grid. That said, it is essential to carry out monitoring of the power quality in order to carry out an analysis of the quality of the service provided, identifying the required actions for improvement. In this sense, the University of Minho adopts policies and actions seeking to achieve greater energy sustainability and hence the main incentive for this dissertation. In order to eliminate or mitigate the various problems that may exist in the power grid, several mitigation solutions were studied, from passive filters, more easily implementable, to active power filters, more complete and with more functionalities, with a more expensive implementation. In this dissertation, the main objective is to acquire and analyze the parameters of power quality in the University of Minho facilities, more specifically in the laboratory of the energy and power electronics group located in the Department of Industrial Electronics, in the Campus of Azurém. In order to carry out the monitoring, a power quality analyzer was used, which offers a wide range of features and allows access to a set of measurements and indicators that allow evaluating the power quality of an electrical system. Based on the data collected, possible solutions to be adopted in order to improve the power quality in the facilities were studied and validated in a simulation environment. Based on the results obtained, a market survey was carried out and equipment that best suits the facilities under study was identified.