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Título: Microrrede conectada à rede elétrica para alimentação ininterrupta de cargas CC
Autor(es): Louback, Késia Alves Coelho
Orientador: Santos, Walbermark Marques
Coorientador: Fardin, Jussara Farias
Data do documento: 29-Jun-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Esta dissertação apresenta uma comparação entre a distribuição secundária em corrente contínua e em corrente alternada. A partir desta comparação é proposta uma arquitetura de microrrede com barramento em corrente contínua de 180V composta por um arranjo fotovoltaico e um banco de baterias que deverá manter o suprimento de energia a uma carga alimentada em corrente contínua. O trabalho também apresenta as metodologias de escolha, projeto, dimensionamento e controle dos conversores estáticos que compõem o sistema e uma proposta para o controle do fluxo de potência entre a fonte renovável, baterias, rede elétrica e carga. A operação da microrrede é simulada por meio do simulador PSCAD e seu desempenho é avaliado a partir dos resultados de simulação sobre dois pontos distintos de operação: modo conectado à rede e modo isolado. Quando operando no modo conectado, a rede elétrica deverá absorver a energia excedente nos momentos em que a geração fotovoltaica superar a demanda e o banco de baterias já estiver totalmente carregado, ou fornecer a energia necessária para manter a tensão na carga, caso a geração fotovoltaica seja insuficiente. Nesse modo de operação, mesmo que a bateria possa fornecer energia à carga, o sistema de controle da microrrede irá priorizar demandar energia da rede elétrica principal, deixando o banco de baterias para ser utilizado em eventuais operações no modo isolado. No modo isolado, a alimentação do sistema fica totalmente dependente da geração fotovoltaica e do banco de baterias, que devem assegurar a continuidade de energia à carga. Por fim, são apresentados os resultados da simulação em regime transitório após a interligação de todos os estágios considerando os diversos cenários de operação.
This Master's dissertation presents a comparison between the secondary distribution in direct current and in alternating current. From this comparison it is proposed a microgrid architecture with 180V direct current bus consisting of a photovoltaic array and a battery bank that should maintain the power supply to a load fed in direct current. The work also presents the methodologies of choice, design, sizing and control of the static converters that make up the system and a proposal to control the flow of power between the renewable source, batteries, main grid and load. The operation of the microgrid is simulated through the PSCAD simulator and its performance is evaluated from the simulation results on two distinct points of operation: grid connected mode and isolated mode. When operating in grid connected mode, the main grid must absorb surplus energy at times when photovoltaic generation surpasses the demand and the battery bank is already fully charged or provide the necessary energy to maintain the voltage at the load if the photovoltaic generation is insufficient. In this mode of operation, even if the battery can supply power to the load, the microgrid system will prioritize demanding power from the main electrical grid, leaving the battery bank to be used in isolated operations. In isolated mode, the system power is totally dependent on photovoltaic generation and the battery bank, which must ensure continuity of energy to the load. Finally, the simulation results are presented in a transient regime after the interconnection of all the stages considering different operating scenarios.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10370
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