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Título: Modelagem e Simulação de uma Microrrede Piloto Isolada Com Provimento de Referência Através de um Gerador Síncrono Virtual
Autor(es): Basoni, Renan Corrêa
Orientador: Fardin, Jussara Farias
Coorientador: Encarnação, Lucas Frizera
Data do documento: 10-Out-2017
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Esta dissertação propõe a utilização de uma estratégia de controle inercial para inversores de frequência que possibilite a criação de referência de tensão e frequência em microrredes isoladas. A estratégia de controle aqui proposta é criar a referência de tensão e frequência através de uma máquina síncrona virtual, utilizando para isso um inversor que emula o comportamento de um gerador síncrono. Este inversor com esta estratégia de controle é também conhecido como Synchronverter. Uma microrrede é o agrupamento de gerações distribuídas, cargas e armazenadores de energia que trabalha de forma coordenada. A microrrede tem a capacidade de operar isolada do sistema de distribuição de energia elétrica, para isso, ela deve ser capaz de criar sua própria referência de tensão e frequência. Normalmente, no modo de operação isolado, o provimento de referência é feito através de geradores movidos a máquinas de combustão interna, que possuem desvantagens tais como a produção de ruídos elevados, emissão de gases nocivos, consumo de combustível fóssil, etc. A proposta dessa dissertação é uma alternativa à utilização desses geradores, utilizando um banco de baterias, inversores de frequência, conversor CC-CC quadrático bidirecional buck-boost, energia renovável e um controle apropriado para isso. A amplitude da tensão e a frequência elétrica nas microrredes isoladas devem ser controladas conforme normas de qualidade de energia de consumidores urbanos. Esta dissertação apresenta uma modelagem feita no EMTDC/PSCAD de uma microrrede composta de cargas, banco de baterias, conversores CC-CC, inversores de frequência, turbina eólica e painéis solares, localizada na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Os resultados comprovam a eficiência da técnica adotada, mantendo controladas a tensão e frequência da rede mesmo com a inclusão e rejeição de cargas, bem como a variação do balanço de energia elétrica entregue ao sistema pelas microgerações fotovoltaica e eólica.
This dissertation proposes the provision of voltage and frequency reference for isolated microgridsthrough a virtual inertia control strategy for inverters.The control strategy proposed in this dissertation to establish reference to an isolated microgrid is implemented using a virtual synchronous machine, for that, an inverter that mimics the behaviorof synchronous machines, also known as Synchronverter, will be utilized. A microgrid is defined as the aggregation of distributed generations, loads and energy storagesystemsthat work in a coordinated way.The microgrid has the capacity to operate isolated from the utility grid, for that, it must be capable of creating its own reference of voltageand frequency.Normally, in this circumstance, the voltage reference for the synchronization and connectionof other sources is provided by synchronous generators moved by internal combustion machines, which has some disadvantages, such as the production of noise, emission of harmful gases, consumption of fossil fuel, etc. The proposal in thisdissertationis an alternative to the use of these generators, using a battery energy storage system, frequency inverter, DC-DC bidirectional buck-boost quadratic converter and an appropriate control. The amplitude of voltage and frequency must be controlled according to the power quality standards for urban consumers.Thisdissertationpresents a modeling made on EMTDC/PSCAD of a microgrid including local loads, battery storage, DC-DCconverters, power inverters, wind turbine and a solar array located at Universidade Federal do Espírito Santo -BR. The results prove the efficiency of the adopted control, keeping the voltage and frequency of the grid controlledduring load changes, as well as the electrical energy balance delivered to the system by the photovoltaic and wind generator sources.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9565
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