Análise do fornecimento de serviços ancilares por um sistema de armazenamento de energia baseado em bateria em uma rede de distribuição

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caldeira, Carolina Albuquerque
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18273
Resumo: In this work, a battery energy storage system is used along with a bidirectional three-phase converter in order to provide ancillary services to a distribution system, whose voltage and power levels have been adapted in scale from the measured consumption data from the Instituto Federal da Paraíba. Ancillary services include harmonic compensation from non-linear loads connected to the common coupling point, power factor correction and the active power injection by the battery-based energy storage system at peak and off-peak times, in order to minimize demand costs and to reduce power flow. To perform harmonic reduction in the current grid, a proportional-integral control was implemented, in which only the grid current measured was used to perform the control. The battery-based energy storage system’s current control was also performed by the same controller, where it was only necessary to measure the current circulating in the battery, also enabling the control of its state of charge. The energy management, in turn, was carried out according to the load curve analysis of the distribution system under study and the load status of the storage system, where were defined both the peak and off-peak periods in which the the battery would be charged and discharged. The results were obtained through simulations carried out on MATLAB/Simulink® software the experiments were carried out in the Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia, which allowed the total harmonic distortion and power factor’s analysis using non-linear load, and the energy analysis using the load curve. Different scenarios that validated the contribution of the proposed system in the provision of ancillary services in the distribution system under study were analyzed.
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To perform harmonic reduction in the current grid, a proportional-integral control was implemented, in which only the grid current measured was used to perform the control. The battery-based energy storage system’s current control was also performed by the same controller, where it was only necessary to measure the current circulating in the battery, also enabling the control of its state of charge. The energy management, in turn, was carried out according to the load curve analysis of the distribution system under study and the load status of the storage system, where were defined both the peak and off-peak periods in which the the battery would be charged and discharged. The results were obtained through simulations carried out on MATLAB/Simulink® software the experiments were carried out in the Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia, which allowed the total harmonic distortion and power factor’s analysis using non-linear load, and the energy analysis using the load curve. Different scenarios that validated the contribution of the proposed system in the provision of ancillary services in the distribution system under study were analyzed.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNeste trabalho, um sistema de armazenamento de energia por baterias é utilizado em conjunto com um conversor trifásico bidirecional com o intuito de fornecer serviços ancilares a um sistema de distribuição, cujos níveis de tensão e potência foram adaptados em escala dos dados de consumo medido provenientes do Instituto Federal da Paraíba. Os serviços ancilares incluem a compensação de harmônicos, provenientes das cargas não-lineares conectadas ao ponto de acoplamento comum, correção do fator de potência e a injeção de potência ativa por parte do sistema de armazenamento de energia baseado em baterias em horários de ponta e fora de ponta, visando a minização dos custos com demanda e a redução do fluxo de potência. Para realizar a redução de harmônicos na corrente da rede, foi implementado o controle proporcional-integral, no qual utilizou-se apenas a corrente medida na rede para realizar o controle. O controle da corrente do sistema de armazenamento de energia baseado em baterias também foi realizado pelo mesmo controlador, onde foi necessário apenas a leitura da corrente que circulava na bateria, permitindo também o controle de seu estado de carga. O gerenciamento de energia, por sua vez, foi realizado de acordo com a análise de curva de carga do sistema de distribuição em estudo e com o estado de carga do sistema de armazenamento, onde foram definidos o período de ponta e fora de ponta em que a bateria seria carregada e descarregada. Os resultados foram obtidos através de simulações realizadas no software MATLAB/Simulink® e os experimentos foram realizados no Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia, permitindo a análise da distorção harmônica total e do fator de potência com o uso de carga-não linear, e a análise de energia com o uso da curva de carga. Foram analisados diferentes cenários que validaram a contribuição do sistema proposto no fornecimento de serviços ancilares no sistema de distribuição em estudo.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPBSalvadori, Fabianohttp://lattes.cnpq.br/0735993399553280Gehrke, Camila Seibelhttp://lattes.cnpq.br/5697056374420574Caldeira, Carolina Albuquerque2020-10-25T23:27:05Z2020-10-232020-10-25T23:27:05Z2020-02-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18273porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-15T14:27:27Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18273Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-15T14:27:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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