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Tipo: Dissertação
Título: Contribuição de um sistema de armazenamento de energia por meio de baterias para regulação dos níveis de tensão de um sistema de distribuição com alta penetração fotovoltaica
Autor(es): Pinheiro, Lílian Venturi
Primeiro Orientador: Oliveira, Janaína Gonçalves de
Membro da banca: Oliveira, Leonardo Willer de
Membro da banca: Dias, Robson Francisco da Silva
Resumo: Para que a conexão da geração distribuída (GD) seja de fato capaz de melhorar a operação das redes de distribuição de energia elétrica, seus impactos necessitam de ser estudados. Com isso, a influência da geração distribuída no perfil de tensão é uma questão importante a ser considerada, uma vez que está diretamente ligada à qualidade do fornecimento de energia elétrica aos consumidores finais. Dentro deste cenário, tornam-se necessários o conhecimento e a utilização de métodos que sejam adequados para controlar a relação entre a geração e o dispositivo que terá a função de prover suporte de tensão (baterias), a fim de que a tensão no sistema de distribuição se mantenha dentro dos valores aceitáveis. Sendo assim, esta pesquisa apresenta a investigação de diferentes estratégias de operação de um banco de baterias em sistemas de distribuição com a influência da alta penetração fotovoltaica. Para isso, o trabalho considera a modelagem dos conversores CC/CC Boost, conversor CC/CC Bidirecional em corrente e o conversor CC/CA Fonte de Tensão (VSC), com suas respectivas malhas de controle, o circuito de sincronismo (SRF-PLL) (Synchronous Reference Frame Phase-Locked-Loop) e a técnica de rastreamento de máxima potência (MPPT) (Maximum Power Point Tracking). Simulações foram realizadas no software Matlab/Simulink, no qual é desenvolvida a modelagem do sistema teste do Cigré 18 barras em baixa tensão (BT), contendo, além dos conversores, os geradores fotovoltaicos e um banco de baterias. Foram consideradas curvas reais tanto para irradiação solar quanto para as cargas do sistema. A técnica proposta mostrou, através de resultados de simulação, a implementação de uma ferramenta de comparação, aplicada no conversor CC/CC Bidirecional, em que a partir da lógica implementada, um valor de corrente de referência é determinado para a carga e descarga da bateria (dependendo do valor de tensão no PAC). Essa ferramenta também foi adaptada para atuar no controle de potência ativa e reativa do VSC, levando em consideração a potência de injeção e consumo do BESS, apresentando como técnicas para que a bateria possa prover suporte de tensão para o sistema em análise. Os resultados obtidos com o BESS são satisfatórios, mostrando a sua influência local, ou seja, onde o perfil de tensão no Ponto de Acoplamento Comum (PAC), no qual esta inserido a bateria juntamente com o painel fotovoltaico se encontra dentro dos valores estabelecidos, mostrando também o impacto na tensão das barras adjacentes ao ponto de conexão, até para as barras mais afastadas da instalação do BESS.
Abstract: The impacts of distributed generation (DG) in electricity distribution networks need to be studied so that their connection is indeed capable of improving the system operation. Thus, the influence of distributed generation on the voltage profile is an important issue to be considered, since it is directly linked to the quality of the supply of electricity to end consumers. Within this scenario, knowledge and the use of methods that are adequate to control the relationship between the generation and the device that will have the function of providing voltage support (batteries) become necessary, so that the voltage in the distribution system is keep within acceptable values. Thus, this research presents the investigation of different strategies for operating a battery bank in distribution systems with the influence of high photovoltaic penetration. For this purpose, the work considers the modeling of the DC/DC Boost converters, bidirectional DC/DC converter in current and the DC/AC Voltage Source (VSC) converter, with their respective control loops, the synchronism circuit (SRF-PLL) (Synchronous Reference Frame Phase-Locked-Loop) and the Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique. Simulations were performed using the Matlab / Simulink software, in which the Cigré 18 low voltage (BT) test system modeling is developed, containing, in addition to the converters, the photovoltaic generators and a battery bank. Real curves were considered for both solar radiation and system loads. The proposed technique showed, through simulation results, the implementation of a comparison tool, applied in the Bidirectional DC/DC converter, in which, based on the implemented logic, a reference value is determined for the battery charge and discharge (depending on the value in the PAC). This tool was also adapted to control the active and reactive power of the VSC, taking into account the injection power and consumption of BESS, presenting as techniques for the battery to provide voltage support for the system under analysis. The results obtained with BESS are satisfactory, showing their local influence, that is, where the voltage profile at the Common Coupling Point (PAC), in which the battery is inserted together with the photovoltaic panel seen against the established values, also showing the impact on the tension of the bars adjacent to the connection point, even for the bars furthest from the BESS installation.
Palavras-chave: Regulação de tensão
Alta penetração PV
Baterias
Sistema de distribuição
Geração distribuída
Voltage regulation
High penetration PV
Battery
Distribution system
Distributed generation
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12309
Data do documento: 10-Dez-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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