Estudo dos impactos técnicos da inserção de carregadores de veículos elétricos em alimentadores de distribuição
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Study of the technical impacts of inserting electric vehicle chargers into distribution feeders
Primeiro orientador
Membros da banca
Igor Amariz Pires
Thiago Morais Parreiras
Thiago Morais Parreiras
Resumo
O contexto atual de transição energética engloba várias discussões relevantes no avanço
tecnológico na sociedade cotidiana, e que traz consigo o desenvolvimento e implementação
de novas tecnologias cada vez mais inerentes a temática da eletrônica de potência. Neste
cenário, a mobilidade elétrica é um dos temas debatidos atualmente e que traz benefícios
e desafios técnicos e regulatórios. Neste contexto, este trabalho apresenta um estudo
dos impactos técnicos de carregadores de veículos elétricos plug-in em alimentadores
de distribuição, sob a ótica dos limites operativos da rede elétrica e da qualidade da
energia elétrica. É desenvolvido um algoritmo para modelagem de um sistema elétrico de
distribuição com informações da Base de Dados Geográficos da Distribuidora (BDGD) e
são implementados dois cenários de inserção de carregadores veiculares. Em cada um dos
cenários são consideradas projeções de crescimento do mercado de veículos elétricos para
representar o aumento de pontos de recarga. No primeiro cenário, é analisada a inserção
aleatória de pontos de recarga no sistema de distribuição, proporcional a cada projeção de
mercado. Já no segundo cenário, são adicionados armazenadores distribuídos nos pontos de
recarga como forma de mitigar os impactos técnicos. Foi utilizado, para o desenvolvimento
do trabalho, o software Open Distribution System Simulator (OpenDSS) para modelagem
e cálculo de fluxo de potência do sistema elétrico, com controle realizado via linguagem
Python. Os resultados demonstram que a inserção de postos de recarga no sistema de
distribuição de forma aleatória podem representar um aumento expressivo na demanda
de transformadores de distribuição e no carregamento de alimentadores de baixa tensão,
considerando o cenário proposto. Além disso, são constatadas violações das tensões nas
barras de conexão desses postos de recarga. É verificado que a inserção de armazenadores
distribuídos junto aos pontos de recarga veicular se mostra uma estratégia eficiente para
mitigar os impactos identificados.
Abstract
The current context of energy transition encompasses several relevant discussions in
technological advancement in everyday society, bringing with it the development and
implementation of new technologies increasingly inherent to the power electronics theme.
In this scenario, electric mobility is one of the currently debated topics, bringing technical
and regulatory benefits and challenges. In this context, this work presents a study of the
technical impacts of plug-in electric vehicle chargers on distribution feeders, from the
perspective of the operational limits of the power grid and the quality of electrical energy.
An algorithm is developed to model a distribution electrical system with information from
the Distributor Geographic Database (BDGD), and two scenarios of insertion of vehicle
chargers are implemented. In each of the scenarios, projections of electric vehicle market
growth are considered to represent the increase in charging points. In the first scenario, the
random insertion of charging points in the distribution system is analyzed, proportional
to each market projection. In the second scenario, distributed storage units are added
to the charging points as a way to mitigate technical impacts. The Open Distribution
System Simulator (OpenDSS) software was used for the development of the work, for
modeling and calculation of power flow in the electrical system, with control performed
via Python language. The results demonstrate that the insertion of charging stations into
the distribution system randomly can represent a significant increase in the demand for
distribution transformers and the loading of low-voltage feeders, considering the proposed
scenario. In addition, voltage violations are observed at the connection bars of these
charging stations. It is verified that the insertion of distributed storage units alongside
vehicle charging points proves to be an efficient strategy to mitigate the identified impacts.
Assunto
Engenharia elétrica, Energia elétrica - Qualidade, Veículos elétricos, Mobilidade, Energia elétrica - Distribuição, Baterias elétricas
Palavras-chave
Veículos elétricos, Carregadores, Qualidade da energia elétrica, Limites operativos, OpenDSS
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