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Title in Portuguese: Modelagem, controle e gerenciamento da operação de microrredes com fontes renováveis
Title: Modeling, control and management of microgrids operation with renewable sources
Author: Almada, Janaína Barbosa
Advisor(s): Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Keywords: Engenharia elétrica
Baterias elétricas
Células a combustível
Geração distribuída de energia elétrica
Geração assíncrona
Células solares
Dispositivos fotoelétricos
Issue Date: 28-Nov-2013
Citation: ALMADA, J. B. Modelagem, controle e gerenciamento da operação de microrredes com fontes renováveis. 2013. 216 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
Abstract in Portuguese: Atualmente, as redes de distribuição de energia elétrica são o segmento dos siste-mas elétricos de potência que mais tem experimentado mudanças, devido, em es-pecial, à presença da geração distribuída e aos avanços tecnológicos nas áreas de instrumentação, automação, medição, tecnologia da informação e comunicação. Este trabalho tem por objetivo apresentar a modelagem, o controle e o gerenciamento da operação de um conjunto de recursos energéticos de pequeno porte, conectados à baixa tensão, que coordenados formam uma microrrede. Os recursos energéticos da microrrede são fontes solar fotovoltaica, eolielétrica com gerador de indução de dupla alimentação e célula combustível a hidrogênio, e um sistema de armazenamento de energia a baterias. Duas concepções de microrredes são desenvolvidas: microrrede monofásica e microrrede trifásica, ambas operando em modo conectado e isolado da rede elétrica principal. Cada recurso energético é conectado a um ponto comum de conexão através de conversores de potência. Para cada conversor foi projetado um conjunto de malhas de controle. A estratégia mestre-escravo foi usada para o controle dos conversores e gerenciamento da microrrede. Na configuração mestre-escravo apenas o conversor mestre é designado para ser a referência de tensão que os outros conversores necessitam para operarem como fonte de corrente. Para o gerenciamento da operação das microrredes em regime permanente, foram considerados diferentes cenários de operação, com variação de níveis de carga e de geração, bem como variação de bandeiras e postos tarifários, visando atender a carga com economicidade e fontes operando em máxima eficiência. Os sistemas propostos operam de forma satisfatória obedecendo aos requisitos da concessionária para a sincronização e desconexão. As harmônicas de corrente injetada estão abaixo do nível de distorção permitido. No modo isolado, a tensão dos sistemas permanece dentro do nível adequado de amplitude e frequência.
Abstract: Nowadays, the distribution networks of electricity are the segment of the electrical power systems that has experienced more changes, due in particular to the presence of distributed generation and the technological advances in the areas of instrumentation, automation, measurement, information technology and comunication. This work aims to present the modelling, the control and the operation management of a group of small-scale energy resources connected to the low voltage, which coordinated form a microgrid. The microgrid energy resources are solar photovoltaic sources, wind energy based on double fed induction generator and hydrogen fuel cell, and a storage system with batteries. Two conceptions are developed: a single-phase microgrid and a three-phase microgrid, both operating in connected mode and isolated from the utility. Each energy resource is connected to a point of common coupling through power converters. For each converter was designed a set of control loops. The master-slave strategy was used to control the converters and to microgrid management. In master-slave configuration only the master converter is designed to be the voltage reference and others operate as a current source. For managing the steady state operation of microgrids different operating scenarios were considered, with variation of load and generation levels, as well as changes in tariff flags, for load supply with economy and sources operating at maximum efficiency. The proposed systems operate satisfactorily fulfill the requirements of utility for synchronization and disconnection. The injected currents are below the allowed distortion level. In stand-alone mode, the system voltage remains within the appropriate level of amplitude and frequency.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/7876
metadata.dc.type: Dissertação
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