métodos avançados em sistemas de energia eletrônica de...
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Departamento de Engenharia Elétrica
Métodos Avançados em Sistemas de Energia
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Prof. João Américo Vilela
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Perfil de tensão ao longo da rede de distribuição
secundária.
Valor nominalPerfil
de
Tensão
metros
RLinhaXLinha
Transformador
220V13
.8kV RLinhaXLinha RLinhaXLinha
Cargas Cargas Cargas
Tensão
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Bairro com elevada geração fotovoltaico
Microrrede
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Inversores da geração distribuída.
RLineXLine
Transformer
220V
13
.8kV RLineXLine RLineXLine
Load
Load
Load
Lf
Inversor
CB
Lf
Inversor
CB
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Rede de distribuição sem e com inversor
RCabos
Cargas
XTrafo XCabos
Fonte
RTrafo
Im
ReVFonte
VCargas
I
I*RCabos
I*XCabos
I*XTrafo
I*RTrafo
RLine
Load
XTrafo XLine
Source
RTrafo
Lf
Inversor
CBIm
ReVFonte
VCargas
ICarga
I*RCabos
I*XCabos
I*XTrafo
IReativoI
I*RTrafo
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Inversor gerando potência ativa.
RLine
Load
XTrafo XLine
Source
RTrafo
Lf
Inversor
CB
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Perfil de tensão ao longo da rede de distribuição
secundária – Elevada geração e baixo consumo.
Lf
Inversor
CB
Valor nominal
Perfil
de
Tensão
metros
RLinhaXLinha
Transformador
220V13
.8kV RLinhaXLinha RLinhaXLinha
Cargas 1 Cargas 2
Cargas 3
Tensão
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede
Perfil de tensão ao longo da rede de distribuição
secundária
RLinhaXLinha
Transformador
220V13
.8kV RLinhaXLinha RLinhaXLinha
Cargas 1 Cargas 2
Cargas 3
Lf
Inversor
CB
Valor nominalPerfil
de
Tensão
metros
(c)
(a)
(b)
a) Perfil de tensão ao longo
da rede de distribuição;
b) Perfil de tensão com
geração de reativo e
potência ativa (controle da
tensão no transformador);
c) Perfil de tensão com
geração de reativo e
potência ativa (controle da
tensão no ponto de conexão
do inversor).
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Transitórios de tensão provocados pela oscilação
da geração distribuída;
Influência da geração distribuída no perfil de
tensão ao longo da instalação elétrica;
Aspectos que podem ser estudados
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
22
0V
Central
control
RL
inh
aX
Lin
ha
R3
RL
inh
aX
Lin
ha
RL
inh
aX
Lin
ha
13.8kV
Trafo
L2
R2
t1
Inverter
CB
DC/DC
converter
Photovoltaic
Lf
(a) Forma de onda da tensão na carga (1/5);
(b) Forma de onda da corrente do inversor;
(c) Tensão eficaz no ponto de conexão do inversor.
na carga.
Inversor - Controle da Tensão
Controle da tensão no transformador pelo controle
do reativo
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Inversor – Controle do Fator de Potência
Correção do fator de potência com banco de
capacitores.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Inversor – Controle do Fator de Potência
Risco da instalação do sistema fotovoltaico no FP:
- Multa por baixo fator;
- Operação excessiva do banco.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Microrrede – Central de Controle
Uma central deve coordenar todas as ações dos
sistemas de geração e armazenamento.
RLinhaXLinha
Transformador
220V
13
.8kV RLinhaXLinha RLinhaXLinha
Cargas
Cargas
Cargas
Lf
Inversor
CB
Lf
Inversor
CB
μcCentral
de
controle Sinal em rádio
frequência
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Adequar o consumo a um perfil predefinido.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Adequar o consumo a um perfil predefinido.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Adequar o consumo a um perfil predefinido.
- Dimensionar o sistema de armazenamento para manter o sistema
dentro da demanda contratada (com geração distribuída);
- Viabilidade econômica dessa solução.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Compensar as oscilação da geração distribuída.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Compensar as oscilação da geração distribuída.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Compensar as oscilação da geração distribuída.
- Dimensionar o sistema de
armazenamento para as oscilações
da geração distribuída;
- Dimensionar para um sistema ilhado;
- Estudo do melhor ponto de alocação
do sistema de armazenamento;
- Utilização do carro elétrico como
sistema de armazenamento.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Deslocamento do consumo dos períodos de pico de
carga.
- Dimensionar o sistema de
armazenamento para produzir esse
deslocamento do consumo dos
períodos de pico de carga (com
geração distribuída);
- Viabilidade econômica dessa
proposta.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Regulação da frequência.
- Controle da potência ativa para
manter a frequência dentro dos
limites aceitáveis (geração com
máquinas síncronas e operação
ilhada).
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Armazenamento de Energia
Interação do sistema de armazenamento com o
sistema fotovoltaico.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
Inversor conectado a rede, isolado e operando como
retificador.
InversorConversor
CC/CC
Painel
FotovoltaicoL
CB
Rede
CA Rede
CC
Conversor
CC/CC
Baterias
Cargas CA Cargas CC
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
InversorConversor
CC/CC
Painel
FotovoltaicoL
CB
Rede
CA Rede
CC
Conversor
CC/CC
Baterias
Cargas CA Cargas CC
Inversor conectado a rede, isolado e operando como
retificador.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
InversorConversor
CC/CC
Painel
FotovoltaicoL
CB
Rede
CA Rede
CC
Conversor
CC/CC
Baterias
Cargas CA Cargas CC
Inversor conectado a rede, isolado e operando como
retificador.
Eletrônica de Potência para Geração Distribuída
InversorConversor
CC/CC
Painel
FotovoltaicoL
CB
Rede
CA Rede
CC
Conversor
CC/CC
Baterias
Cargas CA Cargas CC
Inversor conectado a rede, isolado e operando como
retificador.