Regulação de tensão em redes elétricas utilizando sistemas de armazenamento de energia em baterias
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
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Wallace do Couto Boaventura
Wadaed Uturbey da Costa
Wadaed Uturbey da Costa
Resumo
Com o aumento da penetração da Geração Distribuída (GD) , crescem os problemas
relacionados a regulação de tensão nas redes elétricas. O presente trabalho apresenta uma
estratégia de controle para comandar a injeção das potências ativa e reativa em redes de
distribuição, realizando a regulação de tensão através de Sistemas de Armazenamento
de Energia em Baterias (SAEB). Dentre as diversas estratégias existentes para este problema, foi escolhida uma que utiliza um controle Droop modiĄcado, buscando atender a
necessidade de fornecer potência reativa capacitiva ou indutiva para controlar a tensão
no ponto de conexão. São realizadas simulações computacionais utilizando-se o software
PLECS, para o desenvolvimento da estratégia de controle e veriĄcar o comportamento
do sistema em análise. Um SAEB de 2 MW é considerado para o estudo computacional,
conectado a uma rede trifásica de teste do IEEE, a qual possui 13 barras interligadas
por meio das linhas de distribuição e cargas desbalanceadas. Com a comprovação por
meio das simulações, foram realizados testes experimentais utilizando um protótipo de um
SAEB de 12 kW conectado a um simulador de rede regenerativo, cujo objetivo é emular as
características da rede elétrica. A partir dos resultados obtidos por análise computacional
e experimental, avaliou-se a capacidade de regulação da tensão por meio do uso dos SAEBs
nas redes de distribuição.
Abstract
With the increasing penetration of Distributed Generation (DG), concerns related to voltage regulation in electrical grid arise.
This work presents a control strategy to command the injection of active and reactive power in distribution grids, performing voltage regulation through Battery Energy Storage Systems (BESS). Among the various existing strategies for this problem, one that uses a modified Droop control was chosen, seeking to meet the need to provide capacitive or inductive reactive power to control the voltage at the connection point.
Computer simulations are carried out using the PLECS software, for the development of the control strategy and to verify the behavior of the system under analysis. A 2 MW BESS is considered for the computational study, connected to an IEEE three-phase test network, which has 13 buses interconnected through distribution lines and unbalanced loads.
With the proof through simulations, experimental tests were carried out using a prototype of a 12 kW BESS connected to a regenerative grid emulator, whose objective is to emulate the characteristics of the electrical network.
Based on the results obtained by computational and experimental analysis, the voltage regulation capacity was evaluated through the use of BESS in distribution networks.
Assunto
Engenharia elétrica, Potência reativa (Engenharia elétrica), Energia - Armazenamento, Redes elétricas, Simulação (Computadores)
Palavras-chave
Regulação de tensão, Droop, Controle de potência reativa, Sistema de armazenamento de energia em baterias, Simulador de rede
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