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Title: Desenvolvimento de uma plataforma em tempo real para avaliar o impacto da geração fotovoltaica na rede elétrica de distribuição.
Other Titles: Development of a real time platform to evaluate the impact of photovoltaic generation on the distribution grid.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Emanoel Leite da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: CORRÊA, Maurício Beltrão de Rossiter.
SOUZA, Benemar Alencar de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, Antonio Marcus Nogueira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: NEVES, Washington Luis de Araújo.
Keywords: Simulações em Tempo Real;Rede de Distribuição Secundária;Sistemas Fotovoltaicos;Conversores Estáticos de Potência;Plataforma Digital;Rede de Distribuição Inteligente;Real Time Simulations;Secondary Distribution Network;Photovoltaic Systems;Static Power Converters;Digital Platform;Smart Distribution Network
Issue Date: Feb-2015
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Emanoel Leite da. Desenvolvimento de uma plataforma em tempo real para avaliar o impacto da geração fotovoltaica na rede elétrica de distribuição. 2015. 188f. (Dissertação) Mestrado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2015.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma digital baseada em simulações em tempo real para avaliar o impacto da geração fotovoltaica em redes de distribuição de energia elétrica. O desenvolvimento da plataforma consiste na implementação do modelo de uma rede de distribuição secundária real, incluindo a penetração de sistemas fotovoltaicos como fontes de geração distribuída, no simulador OP5600 da Opal-RT, mediante a utilização do toolbox SimPowerSystem do software Matlab/Simulink. Para modelagem adequada da rede secundária, foi desenvolvida uma metodologia que leva em consideração as características intrínsecas dessas redes, tais como: Desequilíbrio de fase; não transposição dos condutores e variação de consumo das cargas. Para maximizar a execução do processamento dos dados do modelo e permitir sua simulação em tempo real com passo de cálculo de 50 μs, é apresentada uma técnica para seu desacoplamento em diferentes subsistemas, permitindo seu processamento em múltiplas CPU e sem interferir na precisão dos resultados. Os conversores estáticos de potência presentes nos sistemas fotovoltaicos são modelados utilizando técnicas de chaveamento médio. Além dessas técnicas, também, é estudada a modelagem dos conversores utilizando o toolbox RT-Events desenvolvido especialmente pela Opal para aplicações de simulações em tempo real. Para controlar o fluxo de potência entre os sistemas fotovoltaicos e a rede elétrica, garantindo o fornecimento máximo de energia com fator de potência aproximadamente unitário, são analisadas várias estratégias de controle, tendo seus testes realizados na plataforma desenvolvida, mediante a utilização de técnicas de Hardware-in-the-Loop. Para validação da metodologia adotada, os resultados das simulações em tempo real obtidos com a plataforma foram comparados com dados de medições da rede real, obtendo-se erros inferiores a 0,02%.
Abstract: This work presents the development of a digital platform based on real-time simulations to evaluate the impact of photovoltaic generation in power distribution networks. The development platform consists in the implementation of an actual secondary distribution network model, including the penetration of photovoltaic systems like distributed generation sources in OP5600 simulator Opal-RT, using SimPowerSystem Toolbox of Matlab/Simulink software. For proper modeling of the secondary network, was developed a methodology that takes into account the intrinsic characteristics of these networks, such as phase unbalance; short distances and; not transposed conductors. To maximize the performance of the model and allow its real-time simulation with 50 μs calculation step, a technique is presented for your decoupling in different subsystems, allowing processing on multiple CPU and without interfering in the accuracy of the results. The static power converters present in PV systems are modeled using average switching techniques. In addition to these techniques, also, is studied the modeling of converters using RT-Events toolbox specially developed by Opal for real-time simulation applications. To control power flow between PV systems and the grid, ensuring maximum power supply with approximately unitary power factor, ara analyzed several control strategies, having their tests made in the developed platform, by using hardware-in-the-loop techniques. For validation of methodology used, the results of real-time simulations obtained with the platform were compared with data from real network measurements, obtaining errors lower than 0.02%.
Keywords: Simulações em Tempo Real
Rede de Distribuição Secundária
Sistemas Fotovoltaicos
Conversores Estáticos de Potência
Plataforma Digital
Rede de Distribuição Inteligente
Real Time Simulations
Secondary Distribution Network
Photovoltaic Systems
Static Power Converters
Digital Platform
Smart Distribution Network
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9483
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