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Gerao Distribuda e os seus Impactes no Funcionamento da Rede Eltrica: Parte 1 D.M.B. Matos a, J.P.S. Catalo a,b,c a University of Beira Interior, R. Fonte do Lameiro, 6201-001 Covilha, Portugal b INESC-ID, R. Alves Redol, 9, 1000-029 Lisbon, Portugal c IST, University of Lisbon, Av. Rovisco Pais, 1, 1049-001 Lisbon, Portugal e-mail de contacto: catalao@ubi.pt

rea Cientfica CT9 - Energia Resumo Este artigo faz uma reviso geral sobre os aspetos mais relevantes relacionados com a gerao distribuda (GD) e os seus impactes no funcionamento da rede eltrica. Temas quanto definio, tipos e tecnologias de GD, possveis vantagens e desvantagens, e seus impactes so expostos de forma detalhada nesta primeira parte do artigo.

Palavras-chave: Gerao distribuda, Rede eltrica, Otimizao. 1. Introduo A energia eltrica uma das formas de energia mais utilizadas globalmente. A sua gerao provm de diferentes tecnologias, sendo que as principais fontes tm como princpio comum o aproveitamento de um movimento rotativo para gerar corrente eltrica atravs de um gerador. O objetivo de qualquer sistema eltrico produtor de energia gerar a energia somente necessria a ser consumida em cada instante, tendo em considerao os diferentes nveis de tenso a fornecer e as perdas associadas s redes de transporte e distribuio. Devido globalizao deste recurso, a sua demanda tem crescido largamente, tornando-se necessrio uma maior consciencializao da comunidade sobre os impactes ambientais originados pelas grandes indstrias de produo, no que toca produo mais convencional ou centralizada [1-5]. Perante isto, inmeras melhorias tm sido feitas nas redes eltricas, onde a gerao distribuda ou descentralizada apresenta especial interesse. Embora este tipo de gerao apresente inmeros benefcios, algumas consideraes devem ser tomadas como veremos mais frente. Ao adicionar-se gerao distribuda (GD) a um sistema de distribuio, impe-se um conjunto de diferentes condies de funcionamento rede, nomeadamente um fluxo de potncia inverso, flutuaes no perfil de tenso, aumento dos nveis de falhas, reduo das perdas de energia, distoro harmnica e problemas de estabilidade, que afetam gravemente o funcionamento do sistema eltrico caso no haja os devidos cuidados [1,2,6,7]. Os potenciais benefcios da produo distribuda dependem da localizao e dimenso das unidades geradoras. O correto dimensionamento resultar em situaes como a reduo das perdas energticas e o aumenta os nveis de fiabilidade de todo o sistema. Contudo, identificar a correta localizao e dimenso das unidades de gerao uma tarefa complexa, sendo necessrio estudar computacionalmente estes parmetros, tendo em considerao a volatilidade e intermitncia associadas s energias renovveis. A anlise subjacente a esta escolha deve ser tomada com o intuito de reduzir ao mximo os custos e/ou outros objetivos ou propsitos da instalao, satisfazendo igualmente as restries tcnicas associadas. Com a crescente integrao da produo distribuda na rede eltrica, a sua gesto e planeamento otimizados na rede de distribuio ir tornar possvel a introduo de redes energticas inteligentes (Smart Grids), que tanto interesse desperta hoje em dia nas maiores e mais importantes empresas mundiais do sector eltrico. 2. Gerao Distribuda

2.1. Definio de gerao distribuda GD um conceito que ainda no est completamente definido, existindo inmeros termos e definies mais ou menos concordantes [1, 2, 7-12].

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Por um lado entende-se que a gerao distribuda a produo de energia em pequena escala localizadas prximas dos consumidores, podendo ser interligadas rede eltrica ou funcionar independentemente da mesma [1, 8-10]. Por outro lado tem surgido em artigos cientficos uma abordagem mais consensual que define GD como [2]: A gerao distribuda uma fonte de energia eltrica conectada diretamente rede de distribuio ou ao contador das instalaes dos clientes. Ambas as definies acima mencionadas so vlidas. Assim, podemos afirmar que no h uma definio exata do que GD, mas sim um conjunto de premissas que definem este conceito. 2.2. Tipos de gerao distribuda As unidades de gerao distribuda podem ser divididas de distintas formas. Algumas das formas de diviso mais conhecidas categorizam os tipos de gerao quanto capacidade de produo das unidades, ou quanto s fontes de produo de energia. Todavia, a mais recente e aceite forma de diviso baseia-se na capacidade de injeo de energia na rede (Tabela 1) [13-16]. Esta categorizao baseia-se fundamentalmente no tipo de gerador e fonte de energia utilizada nas unidades.

Tabela 1- Tipos de gerao distribuda

Tipo de GD Tipo de injeo de energia FP Exemplo 1 2 3 4

Potncia ativa e reativa Potncia ativa com consumo de

potncia reativa Apenas potncia ativa

Apenas potncia reativa

0 < FPGD< 1 0 < FPGD < 1

FPGD = 1

FPGD = 0

Gerador sncrono Aerogerador elico

Energia fotovoltaica, microturbinas e

clulas de combustvel com uma interface de eletrnica de potncia

Compensador sncrono O primeiro tipo indicado est associado aos geradores sncronos. Atravs do controlo da corrente de excitao deste motor possvel o fornecimento de energia quer ativa, quer reativa. O segundo tipo est relacionado com geradores assncronos, em particular em ligaes com aerogeradores elicos, que embora consigam produzir energia ativa, precisam de energia reativa para a sua produo. O terceiro tipo refere-se somente capacidade de produo de energia ativa, resultado da converso de energia contnua em alternada. Esta transformao feita atravs de mdulos de eletrnica de potncia conectados a painis fotovoltaicos, microturbinas e clulas de combustvel. O ltimo tipo muito similar ao primeiro, porm neste caso a corrente de excitao fornecida na quantidade exata para que o sistema fornea apenas energia reativa ao sistema. Atualmente, apesar de a energia reativa ser til em muitos meios, principalmente no meio industrial, devido rede no estar configurada para fluxos de potncia bidirecionais, comum manter o fator de potncia unitrio nas instalaes de gerao [3, 13, 14]. Caso as infraestruturas permitam o trnsito de potncia nos dois sentidos, nomeadamente entre pequenas unidades de gerao e os centros de controlo, ento uma melhor qualidade de energia reativa ser fornecida. 2.3. GD vs. gerao centralizada Hoje em dia, a maior parte da energia eltrica produzida nos pases desenvolvidos provem de grandes centrais centralizadas produtoras de energia. Opostamente, a GD gera eletricidade em pequena escala a partir de diversos recursos energticos. Enquanto no primeiro caso as principais fontes de produo se baseiam na queima de combustveis fsseis (carvo, petrleo, gs natural, etc.), em energia nuclear e em energia hdrica atravs de centrais hidreltricas, as principais fontes de energia adotadas na GD abrangem uma vasta gama de tecnologias. Assim, comum dividir as fontes de energia da GD em recursos renovveis e no renovveis. Entre as fontes no renovveis, muitas vezes aplicadas em cogerao, os recursos mais utilizados so o gs natural, o gasleo e o carvo. Respeitantes s fontes renovveis existem um diverso nmero de fontes, podendo estes ser combustveis ou no. De entre as diferentes origens, a energia elica, energia hdrica, energia solar, energia geotrmica, energia das ondas e mars, biomassa (combusto direta, combustveis gasosos biogs, lcool combustvel etanol, etc.), constituem as principais fontes de produo de energia [5].

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Face a enorme necessidade de energia eltrica, a maior parte da produo de eletricidade processa-se em grandes centrais centralizadas visto se apresentarem mais favorveis do ponto de vista de economia de escala e da transmisso de eletricidade por longas distncias. Ainda que os benefcios sejam atrativos, esta gerao afeta negativamente o meio ambiente, alm de no conseguir proporcionar certos benefcios como os que so obtidos com a implementao da gerao distribuda [2, 7, 17]. A explorao de locais para a implementao de GD tem crescido largamente nos ltimos anos fruto dos enormes benefcios que esta tecnologia apresenta. A sua considervel expanso escala mundial s tem sido possvel graas aos progressos verificados quanto segurana, competitividade e operao, e s polticas de incentivo adotadas por alguns pases. A capacidade de produo de energia eltrica de forma isolada, ou seja, localmente junto ao consumidor final, ou de forma integrada na rede eltrica obsequia esta tecnologia com enorme potencial no suprimento das necessidades energticas. Em locais onde a gerao de energia centralizada impraticvel, como zonas rurais/remotas, fruto dos elevados custos de transmisso e distribuio, e/ou onde h deficincias nos sistemas de transmisso, a integrao de sistemas de gerao distribuda apresenta-se como uma alternativa vivel e atraente para os consumidores e servios pblicos. Igualmente em regies de elevada densidade populacional, este tipo de tecnologia tem apresentado potenciais vantagens, justificadas principalmente pela incerteza associada reorganizao da indstria. Perante os problemas associados disponibilidade eltrica, problemas econmicos e de cariz ambiental, as principais razes para o aumento da integrao de instalaes de GD encontram-se sintetizadas em seguida: A proximidade das unidades de GD junto dos consumidores finais evita e reduz os custos ligados ao transporte e distribuio (T&D) de energia; Fruto do desenvolvimento tecnolgico, os custos das instalaes de GD tm diminudo, contrariamente aos custos associados ao T&D; O desenvolvimento tecnolgico quanto eficincia das unidades de GD permitiu com que as instalaes disponveis pudessem passar de uma capacidade de poucos kW a centenas de MW com reduzidos custos. A construo de mdulos de reduzida capacidade potencia o acompanhamento das variaes da carga de uma forma mais prxima; A integrao de pequenas unidades de gerao ao longo do sistema de energia permite lidar com a procura de energia eltrica em certas reas, podendo em algumas situaes criar atividades autossuficientes e economizar energia; Devido s instalaes de GD serem pequenas, h uma maior facilidade de encontrar locais para o seu posicionamento; Normalmente, as instalaes de GD apresentam um tempo de construo reduzido, fruto dos mdulos pr-construdos, e tm um risco de investimento menor; A evoluo tecnolgica potenciou que as instalaes de GD tivessem um rendimento relativamente eficiente, especialmente em cogerao; A liberalizao do mercado de eletricidade criou novas oportunidades no sector energtico, mais concretamente na gerao de energia; A GD apresenta-se como uma tecnologia muito verstil, permitindo escolher de forma flexvel uma ampla gama de combinaes de recursos, podendo influenciar positivamente ou negativamente os custos e a fiabilidade do sistema. Apesar de esta tecnologia se apresentar como uma alternativa s tradicionais formas de produo de energia eltrica, quando o planeamento dos sistemas de distribuio e os impactes por esta tecnologia provocados so considerados, algumas ponderaes devem ser analisadas. Na seco III este tema discutido mais em pormenor. Se as unidades de GD forem colocadas adequadamente na rede eltrica, benefcios quanto reduo de perdas do sistema, controlo da tenso [4], dispositivos auxiliares, qualidade de energia, fiabilidade do sistema e at preocupaes ambientais podem ser atingidos. De uma forma simples, as vantagens obtidas pela utilizao de unidades de GD podem ser sintetizadas como se segue [2, 18]: Prazos de entrega curtos e de baixo risco de investimento, uma vez que construdo em mdulos; Mdulos de pequena capacidade que pode acompanhar a variao da carga mais proximamente; Reduzidas dimenses das unidades permitem que os mdulos sejam instalados em zonas de consumo, podendo no ser necessrio aprovao do governo ou a procura da utilidade dos terrenos e disponibilidade dos mesmos; Existncia de uma vasta gama de tecnologias de GD.

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2.4. Aplicaes da GD Dependendo das necessidades energticas de um consumidor final ou de um conjunto de consumidores, existe uma quantidade e variedade tima de tecnologias de GD que satisfaa os requisitos da rede. Os tipos de aplicaes que levam introduo de unidades geradoras podem ser categorizados segundo a utilidade da energia no sistema, sendo as mais comuns listadas em seguida [2]: Base do diagrama de carga: o sistema opera em paralelo com a rede de distribuio. A energia pode ser consumida ou vendida parcialmente, utilizando a rede como suporte e para a manuteno. O sistema est em operao constantemente e reduz o consumo de eletricidade da rede. Fornecimento de energia durante picos de carga: o sistema usado para fornecer energia eltrica durante perodos de necessidade energtica (picos), reduzindo assim o pico de demanda dos consumidores, j que o custo da energia nestes perodos geralmente mais elevado. Suporte rede de distribuio: para evitar problemas de congestionamento das linhas de transmisso devido s variaes da demanda ao longo das diferentes pocas do ano ou falhas na rede, ocasionalmente ou periodicamente, as companhias de eletricidade so obrigadas a reforar a sua rede de energia por meio da instalao de pequenas centrais e/ou subestao de energia. Fornecimento de energia de qualidade: se a qualidade da energia fornecida for inferior s necessrias, a aplicao de unidades de GD proporcionam a eliminao de flutuaes no perfil da tenso, aumentando assim a qualidade de energia requerida. Armazenamento de energia: quando os custos do uso das unidades de gerao so variveis, as interrupes so frequentes, ou quando so utilizadas fontes de energias renovveis, esta opo apresenta-se como uma alternativa vivel. As reservas de energia garantem um fornecimento de energia ininterrupto, sendo acionadas apenas quando ocorre uma quebra da energia. 2.5. Benefcios da GD A gerao de energia distribuda oferece uma srie de vantagens que abrangem as mais diversas reas [2, 3, 7, 12, 13, 16-19]. Esta tecnologia facilita a produo de energias consideradas mais limpas, fruto da utilizao de fontes renovveis de energia em muitas unidades de cogerao e pequena gerao ao longo da rede eltrica. A elevada eficincia das unidades produtoras de energia hoje em dia tm contribuindo largamente para a reduo das emisses de gases de efeito de estufa. A par dos benefcios ambientais que se conseguem atravs de unidades de GD, a sua simples integrao em redes de distribuio tambm apresentam implicaes tcnicas e econmicas. Assim, possvel classificar-se as diferentes vantagens em categorias segundo sejam tcnicas, econmicas ou ambientais. 2.5.1. Vantagens tcnicas As vantagens tcnicas associadas implementao adequada de unidades de gerao distribuda abrangem amplas e variadas situaes. A melhoria da qualidade da energia disponibilizada aos utilizadores um dos fatores mais importante neste contexto, tal como a reduo das perdas do sistema. Atualmente, para um sistema de energia ser considerado bem desenvolvido, as perdas totais do sistema tm de ser bem inferiores a 10%. No entanto, deve-se ter noo que apenas com uma tima localizao e um dimensionamento adequado das instalaes de GD se consegue obter resultados que satisfao os objetivos aos quais a integrao de GD se prope a resolver. Entre os diferentes benefcios tcnicos conseguidos, os principais podem ser identificados como: Reduo de perdas do sistema; Melhoria do perfil de tenso; O aumento da eficincia energtica; Melhoria da confiabilidade e segurana do sistema; Melhoria da qualidade da energia; Reduo das emisses de gases de efeito de estufa a partir de centrais de energia centralizadas Reduo das cargas nas linhas de transporte e distribuio.

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2.5.2. Vantagens econmicas As vantagens econmicas envolvem a economia de combustvel, a economia nos custos de transmisso e distribuio e como consequncia a reduo do preo da eletricidade. Assim, os principais benefcios econmicos so: Adiamento do investimento em atualizaes de instalaes; Reduzido custo de operao e manuteno de algumas tecnologias de GD; Maior produtividade; Reduo dos custos de cuidados de sade devido a melhorias ambientais; Reduo dos gastos com combustveis devido ao aumento da eficincia energtica; Reduo das reservas mnimas e custos associados; Aumento da segurana para cargas consideradas crticas. 2.5.3. Vantagens ambientais Alguns ambientalistas e acadmicos ligados rea energtica sugerem que as tecnologias associadas GD podem oferecer benefcios adicionais em relao s grandes centrais centralizadas produtoras de energia eltrica. A par disso, estudos tm confirmado que a implementao de instalaes de GD, desde que dimensionadas e posicionadas idealmente, reduzem significativamente as emisses de dixido de carbono e de outros gases de efeito de estufa. Esta reduo est diretamente ligado ao facto destas instalaes utilizarem uma grande diversidade de recursos energticos, com incidncia sobre fontes renovveis de energia, fundamentada pelas atuais preocupaes ambientais a nvel mundial. A nvel de energias renovveis existem tecnologias no mbito das turbinas elicas, painis solares fotovoltaicos e turbinas hidreltricas. Porm outras tecnologias no renovveis tambm so empregues, como as clulas de combustvel, microturbinas e unidades de combusto interna, resultado de alguns problemas associados com a intermitncia e capacidade momentnea dos recursos renovveis. O aumento da diversidade e competio das tecnologias tem levado a uma reduo dos preos das mesmas, alm de que o desenvolvimento de tecnologias no dependentes de combustveis fsseis ajuda a prevenir a escassez destes. Apesar de ligeiramente mais caras as tecnologias ligadas aos recursos renovveis num primeiro investimento, estas apresentam outras vantagens ambientais distintas, como o baixo nvel de rudo. 3. Consideraes e limitaes da GD Embora a gerao distribuda beneficie em muitos aspetos a rede eltrica, necessrio ter em ateno alguns aspetos intrnsecos sua utilizao. Questes quanto ao controlo, nvel de penetrao das instalaes de GD, o tipo de tecnologias a utilizar, a prpria configurao da rede de distribuio, as protees da rede, capacidade de a rede eltrica operar com fluxos de potncia bidirecionais, entre outros aspetos, podem interferir na integrao de unidades geradoras [2, 5, 12, 15, 19]. Alguns dos presentes e futuros desafios, quer para pesquisadores, quer para operadores de sistemas, prende-se com a incorporao de sistemas de GD a larga escala. Dado isto, algumas das limitaes encontradas apresentam-se descritas em seguida: Fluxo de potncia inverso: a rede eltrica tradicional foi projetada para operar com um fluxo de potncia unidirecional. Assim, a conexo de GD rede eltrica pode provocar o mau funcionamento dos circuitos de proteo, uma vez que no esto preparados para esta situao. Atualmente grandes esforos tm sido feitos na projeo de novos sistemas de proteo de rede, sendo ainda uma rea com grande margem de progresso. Potncia reativa: a maioria das instalaes de GD usam motores assncronos na gerao de energia, no produzindo desta forma energia reativa para a rede. A produo deste tipo de energia s possvel atravs do controlo da excitao de geradores sncronos, que so geradores que tm ganho grande importncia nas unidades de pequena gerao. Frequncia do sistema: os desequilbrios entre a energia que requerida e a que produzida tm como efeito desvios na frequncia nominal da rede. Embora a implementao de pequenas unidades de gerao auxiliem a evitar estes desequilbrios, um mais exigente e complexo controlo dos sistemas tambm necessrio. Face enorme dificuldade das operaes de controlo, inmeros estudos tm sido feitos na tentativa de melhorar os atuais sistemas.

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Nveis de tenso: a instalao de unidades de GD altera o perfil de tenso da rede de distribuio, provocadas por variaes no fluxo de potncia. Usualmente o tenso tende a aumentar ligeiramente, o que pode at ajudar em redes congestionadas com problemas de baixa tenso, porm a situao contrrio afeta drasticamente os consumidores. Sistemas de proteo: grande parte da rede de distribuio est configurada segundo a forma radial e com protees adequadas somente a fluxos de potncia unidirecionais. A introduo de unidades de pequena gerao provoca alteraes no fluxo de potncia (bidirecional), implicando isto novo equipamento de segurana e proteo e um redimensionamento da rede eltrica (terra, curto-circuito, capacidade corte). Conversores de energia: o uso de inversores em algumas unidades que utilizam geradores assncronos pode levar injeo de harmnicos indesejados na rede. Qualidade da energia: o pouco desenvolvimento de algumas tecnologias pode resultar em problemas na qualidade da energia e na estabilidade do sistema. A errada localizao de unidades de gerao pode inclusive levar ao aumento das falhas de corrente. A contnua evoluo tecnologia possibilitar resolver alguns destes problemas. Todavia, reconhece-se que s com um timo posicionamento e dimensionamento das unidades de gerao ser possvel obter os resultados pretendidos. Um dos problemas que tem requerido mais ateno tem sido as sobretenses, resultado da instalao de unidades de GD na rede eltrica, podendo estas danificar gravemente todo o sistema. 4. Impacte da GD Como mencionado anteriormente, os sistemas de distribuio foram anteriormente projetados pressupondo um fluxo de energia eltrica unidirecional, desde o sistema de energia at a carga. O aparecimento de flutuaes ou de um fluxo de potncia inverso na rede eltrica, causados pela adio de GD, pode influenciar o sistema de distribuio em termos de perdas de energia, perfil de tenso, fiabilidade, qualidade de energia ou proteo e segurana do sistema. Desta forma, os potenciais impactes provocados pela GD so descritos em seguida [2, 7, 12]. 4.1. Perdas de energia A distribuio de unidades de GD ao longo da rede eltrica causa impactes positivos quanto s perdas eltricas. As instalaes de gerao devem-se situar nos locais que proporcionem maiores redues, sendo usualmente prximas das zonas de consumo. A operao de situar as unidades de GD semelhante da colocao de condensadores na rede eltrica. Esta ltima igualmente uma interveno comum na tentativa de reduzir as perdas do sistema, todavia limitada energia reativa. Em redes eltricas com elevadas perdas, uma significativa quantidade de GD estrategicamente colocada pode causar uma reduo significativa das perdas. Na mesma linha, para uma determinada capacidade de GD, existe um local no sistema onde a ligao de unidade de gerao torna mnimas as perdas de energia. A este local especifico comum identific-lo de localizao tima. 4.2. Perfil de tenso Os sistemas de distribuio so geralmente controlados atravs de interruptores/comutadores em subestaes de transformao e reguladores de tenso. Esta forma de regulao da tenso assume que os fluxos de energia vo das subestaes para os locais de consumo num nico sentido. O facto de a introduo de GD provocar fluxos de potncia inversos, leva a que surjam incompatibilidades perante as atuais prticas de regulao utilizadas. Uma vez que a estrutura topolgica da rede eltrica mais comum a radial, esta o tipo rede que maior estudo necessita quanto ao controlo exigido. O controlo da regulao de tenso geralmente baseada em fluxos de energia, portanto, um inadequado posicionamento da unidade de GD pode induzir grandes flutuaes da tenso na rede (subtenses ou sobretenses), causando enormes variaes no perfil de tenso [20]. Mais uma vez, apenas com a correta instalao de unidades de GD possvel obter benefcios que auxiliem a rede eltrica, como a compensao da energia reativa, a reduo das perdas e a regulao da frequncia do sistema.

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4.3. Qualidade da energia A qualidade da energia refere-se ao grau com que as caractersticas eltricas se alinham com uma tenso perfeitamente sinusoidal e a forma de onda de corrente, com a corrente e tenso em equilbrio. Para proteger o sistema da degradao da qualidade de energia, importante um controlo eficiente e pensado por parte operadores de rede, de forma a garantir uma acessibilidade constante energia. A relao entre a gerao distribuda e qualidade da energia ambgua. Por um lado, de destacar os efeitos positivos da gerao distribuda para os problemas de qualidade de energia. Por exemplo, em reas onde o suporte tenso difcil, a gerao distribuda pode contribuir na medida em que a conexo de gerao distribuda geralmente leva a um aumento da tenso na rede. Alm de servir de suporte na melhoria da tenso fornecida, tambm auxilia na correo do fator de potncia. Por outro lado, a errada implementao de unidades de gerao pode levar a situaes como o excesso de tenso e a flutuaes de tenso na rede eltrica. 4.3.1. Tenso excessiva Se houver um excesso de conexes de unidades de GD concentradas numa linha especfica, a diferena no fluxo de potncia entre linhas da rede de distribuio aumenta. Esta diferena pode resultar com que o perfil de tenso nas linhas da rede de distribuio sofra desvios considerveis. Por forma a evitar grandes variaes de tenso, geralmente, a tenso nas linhas das redes de distribuio conectadas s subestaes de transformao so ajustadas em conjunto. 4.3.2. Flutuao da tenso Se ocorrerem alteraes, por muito curtas que sejam, sada das unidades de GD, a tenso nas linhas locais susceptvel a sofrer flutuaes. Estas flutuaes tanto podem ser sobretenses ou subtenses que influenciam a tenso no ponto consumo. Uma das principais fontes causadoras desta situao so os sistemas de gerao de energia que dependem de condies naturais, como o caso da energia elica ou geradores solares fotovoltaicos, que so fontes intermitentes de energia. Perante isto, as unidades de gerao com base nestes recursos no funcionam isoladamente, tendo como apoio outras fontes de energia. 4.4. Confiabilidade Um dos objetivos de qualquer sistema de energia fornecer a energia eltrica requerida pelos utilizadores de uma forma econmica e fivel. Para isso, importante planear e manter os sistemas eltricos operacionais, evitando-se interrupes e quedas de energia, j que este tipo de falhas pode ter grave impacte econmico sobre os consumidores. Entre o tipo de falhas que podem suceder, as verificadas ao nvel da gerao ou transmisso revelam-se mais dispendiosas do que ao nvel da distribuio, o que pode ser entendido pelo trnsito de potncia que circulam nestas mesmas linhas. Felizmente, embora seja sempre uma situao negativa, a indisponibilidade de energia ocorre quase sempre de falhas no sistema de distribuio. A fim de aumentar a fiabilidades dos sistemas de energia eltrica, comum integrar-se GD no sistema de distribuio, quer como sistema de reserva ou apoio, quer como fonte principal de energia. Como sistema de apoio rede eltrica, a principal utilizao durante os perodos de pico de carga, a fim de evitar custos adicionais. 5. Concluso Os benefcios alcanados com a introduo de GD na minimizao das perdas, na melhoria do perfil de tenso e na fiabilidade do sistema de distribuio, fazem com que os estudos sobre a implementao desta tecnologia tenham uma elevada importncia no contexto eltrico. Apenas com a determinao do local mais adequado e as dimenses apropriadas das unidades de GD se consegue obter resultados satisfatrios no que toca s melhorias que se podem efetuar no sistema eltrico. Na segunda parte deste artigo so abordadas as metodologias de planeamento na introduo de unidades de GD.

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Referncias [1] P.S. Georgilakis, N.D. Hatziargyriou, Optimal distributed generation placement in power

distribution networks: Models, methods, and future research, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 28, No. 3, p. 3420-3428, 2013.

[2] Rajkumar V., D.K. Khatod, Optimal planning of distributed generation systems in distribution system: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16 (7), p. 5146-5165, 2012.

[3] F Ugranl, E Karatepe, Convergence of rule-of-thumb sizing and allocating rules of distributed generation in meshed power networks, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (1), p. 582-590, 2012.

[4] L Yu, D Czarkowski, F de Len, Optimal distributed voltage regulation for secondary networks with DGs, IEEE Transactions on Smart Grid 3 (2), p. 959-967, 2012.

[5] M. Dicorato, G. Forte, M. Trovato, Environmental-constrained energy planning using energy-efficiency and distributed-generation facilities, Renewable Energy, Vol. 33 (6), p. 12971313, 2008.

[6] H. Doagou-Mojarrad, G.B. Gharehpetian, H. Rastegar, J. Olamaei, Optimal placement and sizing of DG (distributed generation) units in distribution networks by novel hybrid evolutionary algorithm, Energy, 2013.

[7] AA Bazmi, G Zahedi, Sustainable energy systems: Role of optimization modeling techniques in power generation and supplyA review, Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (8), p. 3480-3500, 2011.

[8] WS Tan, MY Hassan, MS Majid, H Abdul Rahman, Optimal distributed renewable generation planning: A review of different approaches, Renewable and Sustainable Energy Reviews 18, p. 626-645, 2013.

[9] Alarcon-Rodriguez, Arturo; Galloway, S.; Ault, G.W., Multi-objective planning of distributed energy resources: A review of the state-of-the-art, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 5, 2010, p. 1353-1366, 2010.

[10] F Ugranl, E Karatepe, Multiple-distributed generation planning under load uncertainty and different penetration levels, International Journal of Electrical Power & Energy Systems 46, p. 132-144, 2013.

[11] F Rotaru, G Chicco, G Grigoras, G Cartina, Two-stage distributed generation optimal sizing with clustering-based node selection, International Journal of Electrical Power & Energy Systems 40 (1), p. 120-129, 2012.

[12] J.A. Peas Lopes, N. Hatziargyrioub, J. Mutalec, P. Djapicc, N. Jenkinsc, Integrating distributed generation into electric power systems: A review of drivers, challenges and opportunities, Electric Power Systems Research, Vol. 77 (9), p. 11891203, 2007.

[13] Satish Kumar Injeti , Dr. N. Prema Kumar, A Novel Approach to Identify Optimal Access point and Capacity of Multiple DGs in a Small, Medium and Large Scale Radial Distribution Systems, International Journal of Electrical Power & Energy Systems 45 (2), 2013, p. 142-151.

[14] DQ Hung, N Mithulananthan, RC Bansal, Multiple distributed generator placement in primary distribution networks for loss reduction, IEEE Trans. on Industrial Electronics 60 (4), p. 1700-1708, 2013.

[15] Kirthiga, M.V.; Daniel, S.A.; Gurunathan, S.; A Methodology for Transforming an Existing Distribution Network Into a Sustainable Autonomous Micro-Grid, IEEE Transactions on Sustainable Energy, Vol. 4 (1), 2013.

[16] Shaaban, M.F.; Atwa, Y.M.; El-Saadany, E; DG Allocation for Benefit Maximization in Distribution Networks, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 28 (2), 2013.

[17] Khatod, D.K.; Pant, V.; Sharma, J.; Evolutionary Programming Based Optimal Placement of Renewable Distributed Generators, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 28 (2), 2013.

[18] Naderi, E., Seifi, H.; Sepasian, M.S., A Dynamic Approach for Distribution System Planning Considering Distributed Generation, IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 27 (3), 2012.

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[19] Atwa, Y.M.; El-Saadany, E.F.; Salama, M.M.A.; Seethapathy, R.; Optimal Renewable Resources Mix for Distribution System Energy Loss Minimization, IEEE Trans. on Power Systems, vol. 25 (1), 2010.

[20] Al Abri, R.S.; El-Saadany, E.F.; Atwa, Y.M.; Optimal Placement and Sizing Method to Improve the Voltage Stability Margin in a Distribution System Using Distributed Generation, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 28 (1), 2013.