dc.creator | Ferreira, Fabiano Santos | |
dc.date.accessioned | 2023-04-24T12:15:23Z | |
dc.date.available | 2023-04-24T12:15:23Z | |
dc.date.issued | 2023-03-22 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/28788 | |
dc.description.abstract | The systems of generation, transmission and distribution of energy are always in
constant expansion. However, according to the Energy Research Company (EPE), in 2022 there
were are around 250 isolated locations in Brazil, representing 1.5% of the population that live
in remote regions of the country and that are not connected to the SIN. The supply of these
regions is carried out by microgrids, formed mainly by Diesel Motor Generator Sets (GMG),
which are easy to design, build and operate. However, this equipment has a high fuel
consumption, considerable maintenance costs and the use of fossil fuel harms the environment.
To mitigate these problems would be the adoption of isolated photovoltaic (PV) systems, which
are disconnected from the electrical grid and when there is no solar radiation, energy is supplied
by batteries. Due to the low useful life of the batteries and due to their high acquisition cost in
Brazil, the implementation of these systems ends up making many projects economically
unfeasible. Another solution would be the adoption of hybrid microgrids where a renewable
source such as PV could contribute with its energy, thus reducing GMG generation. However,
its association with a PV generation, directly and without any control, can cause damage to the
GMG and also, in case of actuation of the protection system, leave the microgrid without
electricity. These problems are associated mainly due to the intermittency of PV generation,
caused by oscillations in solar radiation. Thus, this work proposes the development of
methodologies, which aim to guarantee a high PV penetration in a hybrid PV-GMG microgrid,
thus enabling a greater reduction in the fuel consumption of the GMG. It is also proposed a
control system that aims to ensure that the GMG operates without exceeding its minimum
generation limit. The test system indicated for the validation of methodologies took into account
the reconfiguration of a part of the Federal University of Santa Maria (UFSM). Thus, allowing
distribution network, allowing the formation of a hybrid microgrid with PV generators, GMG
and existing loads. The microgrid was modeled and simulated using Matlab/Simulink®
software, where it was possible to verify that the proposed methodologie managed to stabilize
the microgrid, even with high PV penetration rates. Through an economic analysis, carried out
with the HOMER® software, a reduction of 18% in fuel consumption was also verified. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.description.sponsorship | Fundo de Incentivo à Pesquisa - Fipe | por |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Energia solar fotovoltaica | por |
dc.subject | Estabilidade | por |
dc.subject | Geração distribuída | por |
dc.subject | Geração híbrida | por |
dc.subject | Gerador a diesel | por |
dc.subject | Microrrede | por |
dc.subject | Modelagem | por |
dc.subject | Sistema de controle | por |
dc.subject | Photovoltaic solar energy | eng |
dc.subject | Stability | eng |
dc.subject | Distributed generation | eng |
dc.subject | Hybrid generation | eng |
dc.subject | Diesel generator | eng |
dc.subject | Microgrid | eng |
dc.subject | Modeling | eng |
dc.subject | Control system | eng |
dc.title | Análise e desenvolvimento de controles para geração híbrida fotovoltaico-diesel | por |
dc.title.alternative | Analysis and development of control for hybrid photovoltaic-diesel generation | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia estão sempre em constante
expansão. Contudo, segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), em 2022 existiam cerca
de 250 localidades isoladas no Brasil, representando 1,5 % da população que vive em regiões
remotas do país e que não estão conectadas ao Sistema Interligado Nacional (SIN). O
abastecimento destas regiões é realizado por microrredes, formadas principalmente por Grupos
Motor Gerador (GMG) a Diesel, que são fáceis de projetar, construir e operar. No entanto, esses
equipamentos têm um alto consumo de combustível, consideráveis gastos com manutenção e o
uso do combustível fóssil agride o meio ambiente. Uma forma de mitigar esses problemas seria
a adoção de sistemas de energia solar fotovoltaica (FV) isolados, que são desconectados da rede
elétrica e quando não há radiação solar, a energia é fornecida por baterias. Em função da baixa
vida útil das baterias e devido ao seu alto custo de aquisição no Brasil, a implementação destes
sistemas acaba inviabilizando economicamente muitos projetos. Outra solução seria a adoção
de microrredes híbridas onde uma fonte renovável como a FV pudesse contribuir com a sua
energia, diminuindo assim, a geração do GMG. Entretanto, a sua associação a uma geração
FV, de forma direta e sem nenhum controle, pode ocasionar danos ao GMG e também, em caso
de atuação do sistema de proteção, deixar a microrrede sem energia elétrica. Estes problemas
estão associados principalmente devido a intermitência da geração FV, provocada pelas
oscilações da radiação solar. Assim, este trabalho propõe o desenvolvimento de metodologias,
que visam garantir uma alta penetração FV em uma microrrede híbrida FV-GMG,
possibilitando assim, uma maior redução do consumo de combustível do GMG. Também é
proposto um sistema de controle que visa assegurar que o GMG opere sem ultrapassar o seu
limite mínimo de geração. O sistema teste indicado para a validação das metodologias, levou
em consideração a reconfiguração de uma parte da rede de distribuição da Universidade Federal
de Santa Maria (UFSM). Permitindo assim, a formação de uma microrrede híbrida com os
geradores FV, GMG e cargas existentes. A microrrede foi modelada e simulada por meio do
software Matlab/Simulink®, onde foi possível verificar que a metodologia proposta conseguiu
estabilizar a microrrede, mesmo com altos índices de penetração FV. Por meio de uma análise
econômica, realizada com o software HOMER®, também se verificou uma redução de 18 %
no consumo de combustível. | por |
dc.contributor.advisor1 | Marchesan, Gustavo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4254867243649147 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Morais, Adriano Peres de | |
dc.contributor.referee1 | Gutierres, Luiz Fernando de Freitas | |
dc.contributor.referee2 | Vieira, João Paulo Abreu | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0134075229593103 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |