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Pedro Francisco Donoso-Garciahttp://lattes.cnpq.br/2837952628760364Thiago Ribeiro de OliveiraSeleme Isaac Seleme JúniorMarcelo Lobo HeldweinMarcello MezarobaDanilo Iglesias Brandãohttp://lattes.cnpq.br/6886840139993811Waner Wodson Aparecido Gonçalves Silva2020-12-11T17:43:38Z2020-12-11T17:43:38Z2020-04-27http://hdl.handle.net/1843/34501A crescente participação da geração distribuída com o uso de tecnologias de informação no sistema elétrico de potência tem causado mudanças na forma como a energia é gerada e consumida. Neste contexto, as microrredes e nanorredes surgem com uma solução capaz de proporcionar uma maior integração da geração distribuída à rede elétrica. Como os sistemas de distribuição atuais são predominantemente em corrente alternada (c.a.), as microrredes c.a. são amplamente pesquisadas e sua implementação acarreta pequenas modificações nas redes atuais. Contundo, o aumento significativo de cargas em corrente contínua (c.c.) nas redes c.a. aliado ao fato de que algumas fontes de energia renováveis possuem tensão c.c. incentivam o desenvolvimento de sistemas de distribuição em c.c. Essa nova configuração necessita de modificações significativas no sistema de distribuição atual. Com isso, a microrrede híbrida c.a.-c.c. surge como solução que combina vantagens dos sistemas c.a e c.c. com poucas modificações nas redes atuais. Neste trabalho são apresentados os principais tipos de microrredes híbridas encontrados na literatura e as técnicas de controle usualmente empregadas para operação paralela dos conversores. A necessidade de regulação de tensão em ambos os barramentos da microrrede híbrida, o compartilhamento de carga e o controle do fluxo de potência levam à utilização de estrutura de controle hierárquico. Este trabalho foi realizado no laboratório do Grupo de Eletrônica de Potência da Universidade Federal de Minas Gerais (GEP/UFMG) e apresenta o estudo e o desenvolvimento de um protótipo de nanorrede híbrida com capacidade de operar tanto em modo conectado quanto ilhado da rede elétrica, além de realizar a transição entre esses modos. Serão discutidos temas acerca da arquitetura hierárquica de controle da microrrede. Em especial, o trabalho trata da coordenação de conversores formadores de rede, definida pelo nível secundário, propondo duas técnicas inéditas de controle distribuído para mitigar o desvio de tensão causado pelo controle droop e promover a correção no compartilhamento proporcional de potência. Neste trabalho, a operação da nanorrede e as técnicas de controle propostas são validades através de simulações e experimentalmente.The increasing participation of distributed generation using information technologies in the electrical power system has caused changes in the way energy is generated and consumed. In this context, microgrids and nanogrids come up as a solution capable of providing greater integration of distributed generation to the electrical grid. As the current distribution systems are predominantly in Alternating Current (ac), the ac microgrids are widely researched and their implementation entails minor modifications in the current power grids. However, the significant increase in Direct Current (dc) loads in the ac power systems added to the fact that some renewable energy sources have dc voltage cause the development of dc distribution systems. This new configuration requires major changes to the current distribution system. Thus, the hybrid ac-dc microgrids emerges as a solution that combines the ac and dc advantages with few changes to the current electrical grids. This work presents the main types of hybrid microgrids found in the literature and the control techniques usually employed for parallel operation of the converters. The need for voltage regulation on both buses of the hybrid microgrid, load sharing and power flow control lead to the use of a hierarchical control structure. This work was carried out in the laboratory of the Grupo de Eletrônica de Potência at Universidade Federal de Minas Gerais (GEP/UFMG) and presents the study and development of a hybrid nanogrid prototype capable of operating in both connected and isolated modes of the electrical grid, in addition to making the transition between these modes. Themes about the hierarchical control structure of the microgrid will be discussed. In particular, the work deals with the coordination of network-forming converters, defined by the secondary level, proposing two novel distributed control techniques based on consensus algorithm to mitigate the voltage deviation caused by the droop control and promote the correction in the proportional power sharing. In this work, the proposed nanogrid operation and control techniques are validated through simulations and experimentally.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAEngenharia elétricaConversores de corrente elétricaAlgoritmosNanorrede híbridaControle hierárquicoGerenciamento de energiaControle distribuídoAlgoritmo consensoDesenvolvimento de métodos para controle distribuído em nanorredes c.c.: compartilhamento de potência e restauração de tensãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese.pdftese.pdfapplication/pdf15406010https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34501/1/tese.pdfa7dfe4e7f69dae54a3a5ca36fd818347MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34501/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD521843/345012020-12-11 14:43:38.787oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2020-12-11T17:43:38Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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