Abordagem fuzzy para integração e operação de sistemas de mobilidade elétrica em redes de distribuição
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Braz de Jesus Cardoso Filho
Douglas Alexandre Gomes Vieira
Lívia Maria Leite da Silva
Alessandro Fernandes Moreira
Igor Amariz Pires
Douglas Alexandre Gomes Vieira
Lívia Maria Leite da Silva
Alessandro Fernandes Moreira
Igor Amariz Pires
Resumo
O processo de transição da matriz energética dos sistemas de transporte público para fontes mais limpas é um assunto que vem ganhando bastante relevância nos últimos anos. Principalmente devido ao apelo ambiental, é natural que essa transição ocorra em muitos países e já vem se tornando realidade por meio da introdução progressiva de ônibus elétricos nos sistemas de mobilidade de grandes centros urbanos na Europa, Estados Unidos e China. No entanto, esse processo de substituição de sistemas de ônibus à diesel por elétricos abre grandes questionamentos com relação tanto à sua viabilidade econômica quanto à melhor forma de se realizar essa transição tecnológica. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta uma abordagem de solução em dois estágios por meio de uma metodologia de tomada de decisão multiobjetivo e uma estratégia fuzzy de gerenciamento energético para realizar a implantação e operação ótima de um sistema de mobilidade elétrica em uma rede de distribuição de energia. A integração é obtida por meio de critérios de avaliação econômica para cálculo do custo mínimo do sistema, considerando investimentos, despesas e depreciação dos ativos. A operação é avaliada levando em conta a autonomia do veículo, os impactos na rede de distribuição e sua eficiência energética. Os resultados são demonstrados em um sistema real de ônibus elétricos por meio de recargas rápidas regulares, integrado à rede de distribuição que atende a Universidade Federal de Minas Gerais, considerando vários cenários e diferentes políticas de mobilidade elétrica. É realizado o dimensionamento do sistema de armazenagem e a definição do número e o local das estações de recarga, levando em conta as características e as variações de demanda exigidas pelo veículo, o número de paradas e as condições topográficas do trajeto.
Abstract
The process of transition from the energy sources of public transport systems to cleaner fuels is a subject that has been gaining considerable relevance in recent years. Mainly due to the environmental appeal, this phenomenon is natural to occur worldwide and is already becoming a reality, through the progressive introduction of electric buses in the mobility systems of large urban centers in Europe, the United States, and China. However, this process of replacing diesel bus systems with electric ones opens up major questions regarding their economic viability, as well as the best way to make this technological transition possible. In this context, the present work presents a two-stage solution approach using a multi-objective decision-making methodology and a fuzzy energy management strategy to carry out the integration and operation of an electric mobility system in a power distribution grid. Integration is achieved by economic evaluation criteria, calculating the minimum cost of the system, considering investments, expenses, and depreciation of assets. The operation is evaluated taking into account the range of the vehicle, the impacts caused on the distribution grid, and its energy efficiency. The results are validated in a real electric bus system using ultra-fast charging, integrated into the distribution network that serves the Federal University of Minas Gerais, considering various scenarios and different electric mobility policies. The storage system is sized and the number and location of the charging stations are defined, taking into account the characteristics and demand variations required by the vehicle, number of stops, and topographic conditions of the route.
Assunto
Engenharia elétrica, Conjuntos difusos, Baterias, Energia
Palavras-chave
Carregamento ultrarrápido, Conjuntos Fuzzy, Gerenciamento energético, Tomada de decisão multiobjetivo, Baterias, Ultracapacitores