Estratégia de controle do fluxo de potência de um cluster avançado de média tensão com estações de recarga rápida de veículos elétricos e microrredes avançadas

dc.creatorDener Augusto de Lisboa Brandão
dc.date.accessioned2026-01-27T12:21:45Z
dc.date.issued2025-11-07
dc.description.abstractIn this doctoral thesis, control strategies are presented for grid clusters composed of advanced microgrids and fast-charging stations (FCSs). The proposed approach offers more degrees of freedom in energy management, contributing to the mitigation of abrupt power variations in the grid, with a focus on medium-voltage operation and on ensuring power supply within the electrical system. The challenges addressed include the control of power flow in the presence of high penetration of distributed generation and the impact of FCSs on power quality. The work proposes adaptations of the power-based control (PBC) algorithm to deal with such conditions, enabling both local power balancing and the provision of ancillary services to the grid, such as peak shaving, valley filling, and voltage support. The proposed system was evaluated in two distinct modes of operation: grid-connected and islanded. In both modes, centralized and coordinated power control solutions were developed and tested. The simulation results showed that the proposed algorithm is capable of maintaining the voltage at the point of common coupling (PCC) of the grid cluster within the limits considered adequate, as established by the PRODIST standards of ANEEL. Moreover, the methodology proved robust against load and generation variations within the grid cluster in islanded mode, considering simulations with phasor-based solvers. The proposal was also experimentally validated in a small-scale laboratory environment, confirming its practical feasibility. It was possible, for instance, to achieve zero power flow at the PCC, demonstrating internal power balancing, an essential condition for islanded operation.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/1498
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectEletrônica de potência
dc.subjectCorrentes elétricas
dc.subjectAnálise por conglomerados
dc.subjectVeículos elétricos
dc.subject.otherControle de microrrede (MR) avançada
dc.subject.otherClusters de rede avançados
dc.subject.otherEstação de recarga rápida (ERR)
dc.subject.otherPower-based control - controle baseado em potência (PBC)
dc.subject.otherRecursos energéticos distribuídos (REDs)
dc.subject.otherVeículos elétricos (VEs)
dc.titleEstratégia de controle do fluxo de potência de um cluster avançado de média tensão com estações de recarga rápida de veículos elétricos e microrredes avançadas
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Danilo Iglesias Brandão
local.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5878-1167
local.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0819806116588254
local.contributor.advisor1Igor Amariz Pires
local.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8442-0074
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9412048303683562
local.contributor.referee1Thiago Ribeiro de Oliveira
local.contributor.referee1Fernanda Caseño Trindade Arioli
local.contributor.referee1Jakson Paulo Bonaldo
local.contributor.referee1Jakson Paulo Bonaldo
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8189143864010784
local.description.resumoNesta tese de doutorado são apresentadas estratégias de controle para clusters de rede compostos por microrredes (MRs) avançadas e estações de recarga rápida (ERRs). A proposta oferece mais graus de liberdade na gestão da energia, contribuindo para a atenuação de variações bruscas de potência na rede, com foco na operação em média tensão e na garantia do fornecimento de energia no sistema elétrico. Os desafios abordados incluem o controle do fluxo de potência em presença de elevada penetração de geração distribuída e o impacto de ERRs na qualidade da energia. O trabalho propõe adaptações do algoritmo power-based control - controle baseado em potência (PBC) para lidar com tais condições, viabilizando tanto o equilíbrio local de potência quanto a prestação de serviços ancilares à rede, como peak shaving, valley filling e suporte de tensão. O sistema proposto foi avaliado em dois modos de operação distintos: conectado à rede e operando em modo ilhado. Em ambos, foram desenvolvidas e testadas soluções centralizadas e coordenadas de controle de potência. Os resultados de simulação demonstraram que o algoritmo proposto é capaz de manter a tensão no ponto de acoplamento comum (PAC) do cluster de rede dentro dos limites considerados adequados estabelecidos pelas normas do Procedimento de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Além disso, a metodologia se mostrou rígida frente à variação de carga e geração dentro do cluster de rede em modo ilhado, considerando simulações com solucionadores fasoriais. A proposta também foi validada experimentalmente em ambiente laboratorial em pequena escala, comprovando sua viabilidade prática. Foi possível, por exemplo, zerar o fluxo de potência no PAC, evidenciando o equilíbrio interno de potência, uma condição essencial para operação em modo ilhado.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-1840-2329
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENGENHARIA - ESCOLA DE ENGENHARIA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
local.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICA

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