Hierarquia de controle para o gerenciamento de nanorrede CC baseada em uma solução multi-entradas que emprega painéis fotovoltaicos e armazenadores de energia
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-24032022-164620 |
Resumo: | As micro e nanorredes aparecem como uma das soluções para o processamento de energia e expansão do sistema elétrico atual. Nesse contexto, a proposta do presente trabalho é a implementação e o gerenciamento de conversores de potência para o processamento de energia em corrente contínua em uma nanorrede off grid, empregando fontes alternativas e armazenadores de energia. A busca por trabalhos semelhantes na literatura demonstra que o método amplamente empregado é o controle hierárquico com chaveamento de estruturas de controle. Solução que pode trazer instabilidade para a nanorrede durante ou após o chaveamento, aumento no tamanho da estrutura de controle e perda da capacidade de busca de potência no painel fotovoltaico. Todavia, o presente texto propõem um gerenciamento droop tensão-corrente, que modera a geração ou consumo de energia com malha única, sem o chaveamento de controladores ou circuitos. Para os conversores é realizada uma investigação de circuitos presentes na literatura, e são apresentados os métodos de seleção, dimensionamento e projeto de cada categoria de circuito utilizado. Os resultados de simulação e bancada comprovaram que a coordenação realizada pela arquitetura de gerenciamento desenvolvida apresenta modularidade e capacidade de operar em diferentes cenários de geração e demanda, com o deslizamento de tensão no capacitor central comunicando as necessidades de ajuste nos níveis de corrente de cada circuito, através do conjunto de curvas com característica droop. |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis Hierarquia de controle para o gerenciamento de nanorrede CC baseada em uma solução multi-entradas que emprega painéis fotovoltaicos e armazenadores de energia Modeling and implementation of power converters for hardware-in-the-loop simulation 2022-01-27Ricardo Quadros MachadoJosé Antenor PomilioEdson Hirokazu WatanabeRaphael Francisco MoretoUniversidade de São PauloEngenharia ElétricaUSPBR Armazenador battery Controle droop DC nanogrids Droop control Eletrônica de potência Nanorrede CC Painel fotovoltaico Photovoltaic panel Power electronics As micro e nanorredes aparecem como uma das soluções para o processamento de energia e expansão do sistema elétrico atual. Nesse contexto, a proposta do presente trabalho é a implementação e o gerenciamento de conversores de potência para o processamento de energia em corrente contínua em uma nanorrede off grid, empregando fontes alternativas e armazenadores de energia. A busca por trabalhos semelhantes na literatura demonstra que o método amplamente empregado é o controle hierárquico com chaveamento de estruturas de controle. Solução que pode trazer instabilidade para a nanorrede durante ou após o chaveamento, aumento no tamanho da estrutura de controle e perda da capacidade de busca de potência no painel fotovoltaico. Todavia, o presente texto propõem um gerenciamento droop tensão-corrente, que modera a geração ou consumo de energia com malha única, sem o chaveamento de controladores ou circuitos. Para os conversores é realizada uma investigação de circuitos presentes na literatura, e são apresentados os métodos de seleção, dimensionamento e projeto de cada categoria de circuito utilizado. Os resultados de simulação e bancada comprovaram que a coordenação realizada pela arquitetura de gerenciamento desenvolvida apresenta modularidade e capacidade de operar em diferentes cenários de geração e demanda, com o deslizamento de tensão no capacitor central comunicando as necessidades de ajuste nos níveis de corrente de cada circuito, através do conjunto de curvas com característica droop. Micro and nanogrids appear as one of the solutions for power processing and expansion of the prevailing electrical system. In this context, the purpose of this thesis is the implementation and management of power converters for power processing in direct current in an off grid nanogrid, using alternative sources and storage devices. Similar solutions in the literature demonstrates that the most common method is the use of multi-mode algorithms. However, this text proposes a voltage-current droop management, which moderates the generation and consumption of energy with a single loop, without switching controllers or circuits, which can bring instability to the nanogrid. For the converters, an investigation of circuits present in the literature is carried out, and the selection, dimensioning and design methods of each category are presented. The simulation and bench results prove that the coordination performed by the developed management architecture presents modularity and ability to operate in different generation and demand scenarios, with the voltage deviation in the central capacitor communicating through a set of droop curves, the adjustment requested on the current of each circuit. https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-24032022-164620info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T20:02:07Zoai:teses.usp.br:tde-24032022-164620Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-12-22T13:13:57.525948Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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