Controle baseado em potência aplicado a geradores distribuídos conectados em uma microrrede
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Waner Wodson Aparecido Gonçalves Silva
Danilo Iglesias Brandão
Danilo Iglesias Brandão
Resumo
A transformação atual nos sistemas de energia elétrica consiste na modernização das tecnologias de geração, transmissão, distribuição e uso final da energia elétrica, possibilitando ao usuário final maior participação no planejamento e operação do sistema. Microrredes são partes significativas desta transformação em diversos níveis de tensão de operação. Este trabalho tem como objetivo promover a regulação do fluxo de potência ativa e reativa no ponto de acoplamento comum (PAC) de uma microrrede c.a. e a rede de distribuição de baixa tensão. Esta regulação é realizada através de uma estrutura hierárquica de controle, onde a técnica de controle centralizado power-based control (PBC) é aplicada no segundo nível de controle da microrrede. O objetivo da utilização da técnica de controle baseado em potência na microrrede desenvolvida pe promover o compartilhamento de potência proporcional entre os recursos energéticos distribuídos (REDs), permitir a operação no modo ilhado e conectado e assegurar o controle de potência ativa e reativa da rede. A arquitetura da microrrede proposta é composta por seis conversores monofásicos na configuração full-brigde, sendo três conectados entre fase-neutro e três com conexão fase-fase com o sistema de distribuição. Os resultados foram obtidos através de simulações computacionais e validados em um protótipo experimental desenvolvido em laboratório, onde foi possível verificar o compartilhamento de potência proporcional entre os REDs, com a microrrede operando no modo conectado e ilhado e observou-se a capacidade de realização do controle de potência ativa e reativa no PAC, alcançando os objetivos propostos pelo trabalho de pesquisa.
Abstract
The current transformation in electric power systems consists of modernizing the
technologies of generation, transmission, distribution, and end use of electric power,
enabling end users to participate more in the planning and operation of the system.
Microgrids are significant parts of this transformation at various voltage levels of operation.
This work aims to promote the regulation of active and reactive power flow in the
point of common coupling (PCC) of an AC micro-grid and the low voltage distribution
network. This regulation is performed through a hierarchical control structure, where
the centralized power-based control (PBC) technique is applied at the second control
level of the microgrid. The objective of using the power-based control technique in the
developed microgrid is to promote proportional power sharing among the distributed
energy resources (DERs), enable operation in islanded and connected mode, and ensure
active and reactive power control of the grid. The architecture of the proposed microgrid
is composed of six single-phase converters in full-brigde configuration, three connected
between phase-neutral and three with phase-phase connection to the distribution system.
The results were obtained through computer simulations and validated in an experimental
prototype developed in the laboratory, where it was possible to verify the proportional
power sharing between the EEDs, with the micro-grid operating in connected and islanded
mode and it was observed the ability to perform the active and reactive power control in
the PCC, reaching the objectives proposed by the research work.
Assunto
Engenharia elétrica, Energia Elétrica - Distribuição, Conversores
Palavras-chave
Controle do fluxo de potência, Geração distribuída, Microrredes, Gerenciamento de energia, Conversor de potência