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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3707
Tipo do documento: Dissertação
Título: Projeto, estudo e construção de uma microrrede experimental para testes de equipamentos e controle
Título(s) alternativo(s): Design, study and construction of an experimental microgrid for equipment testing and control
Autor: NASCIMENTO, Alyston Claydson Veríssimo do 
Primeiro orientador: RIBEIRO, Luiz Antonio de Souza
Primeiro coorientador: MATOS, José Gomes de
Primeiro membro da banca: RIBEIRO, Luiz Antonio de Souza
Segundo membro da banca: MATOS, José Gomes de
Terceiro membro da banca: MENDEZ, Osvaldo Ronald Saavedra
Quarto membro da banca: POMILIO, Jose Antenor
Resumo: Devido ao aumento do interesse do uso de fontes de energia renováveis, as pesquisas têm sido impulsionadas para viabilizar e integrar às matrizes energéticas os diversos sistemas de geração de energia elétrica. Nesse contexto, as microrredes têm sido largamente estudadas e implementadas. Isso se deve à flexibilidade em relação aos campos de aplicação, podendo serem compostas por fontes dos tipos solar, eólica, geração à Diesel, além de, geralmente, serem construídas considerando os sistemas de armazenamento. Os controles de uma mi crorrede têm a finalidade de atender às premissas do projeto conceitual no que se refere ao sistema de gerenciamento global, sendo essenciais para o fornecimento contínuo de energia elétrica. Eles são importantes para coordenar as fontes de geração, renováveis ou despacháveis, o sistema de armazenamento e os conversores de potência. Em geral, esses controles são implementados em Controladores Programáveis para Automação, do inglês, Programmable Automation Controllers (PAC). Todo o controle da microrrede é implementado no PAC, o qual estabelece comunicação com todos os componentes da microrrede que devem ser controlados. Além das estratégias de controle, uma das dificultadas no desenvolvimento e implementação de uma microrrede é o sistema comunicação. Isso se deve ao fato de que os diversos componentes que a compõem podem ser de diferentes fabricantes. Devido a isso, os protocolos de comunicação e hardware dos equipamentos são os mais diversos. Nesse contexto, este trabalho teve como foco de estudo a implementação de uma microrrede, assim como o desenvolvimento de estratégias de controle para aplicações no gerenciamento e mo nitoramento do sistema. Uma dessas estratégias implementadas se baseou em uma solução para o carregamento do banco de baterias a partir de uma fonte despachável, considerando a dinâmica de uma microrrede desconectada da rede da concessionária. Além disso, fez parte dos objetivos o estudo e o desenvolvimento de hardware e software de baixo custo, preferencialmente, usando do tipo open source, a partir dos quais foi possível propor soluções de integração de dispositivos de comunicação não padronizados. Como forma de se validar esta pesquisa, o sistema de comunicação e as estratégias de controle e gerenciamento da microrrede foram testados em uma microrrede real, a saber, a instalada em Ilha Grande. Além disso, foi construída no Instituto de Energia Elétrica da Universidade Federal do Mara nhão (IEE-UFMA) toda a infraestrutura de comunicação, bem como foi instalado o PAC, os conversores de potência, os painéis solares, um emulador de rede, um banco de baterias e um conversor bidirecional para o funcionamento de uma microrrede experimental. Um dos objetivos pretendidos com essa microrrede é permitir e disponibilizar futuras pesquisas para o grupo de alunos e professores do IEE-UFMA.
Abstract: Since the increasing interest in the use of renewable energy sources, several researches have been carried out to enable and integrate the various systems of electric energy generation into the grid. In this context, microgrids have been widely studied and implemented. This is due to the flexibility regarding the fields of application, which can be composed of power sources such as solar, wind, diesel generation, and to generally composed of energy storage systems. The controls of a microgrid are intended to meet the conceptual design assump tions regarding the global management system, being essential for the continuous supply of electrical energy. They are important for coordinating the power sources, renewable or dispatchable, the storage system, and the power converters. In general, these controls are implemented in Programmable Automation Controllers (PAC). All microgrid control is im plemented in the PAC, which establishes communication with all microgrid components that must be controlled. In addition to control strategies, one of the difficulties in developing and implementing a microgrid is the communication system. This is due to the fact that the various components composing it may come from different manufacturers. Outing to this, the communication protocols and hardware of the equipment are the most diverse. In this context, this work focused on the study and implementation of a microgrid, as well as the development of control strategies for applications in system management and monitoring. One of the implemented strategies was based on a solution for charging the battery bank from a dispatchable source, taking into account the dynamics of a microgrid disconnected from the utility grid. Furthermore, the study and development of low-cost hardware and software, such as open-source, from which it was possible to propose solutions for integrating non-standard communication. In order to validate this research, the communication system, and the microgrid control and management strategies were tested in a real microgrid, namely the one installed in Ilha Grande. Also, the entire communication infrastructure was built at the Electric Energy Institute of the Federal University of Maranhão (IEE-UFMA), as well as the PAC, power converters, solar panels, a network emulator, a bank of batteries and a bidirectional converter for the operation of an experimental microgrid. One of the intended objectives with this micro-network is to allow and make future research available to the group of students and professors at the IEE-UFMA. Keywords: distributed generation; microgrids; power electronics
Palavras-chave: geração distribuída;
microrredes;
eletrônica de potência;
distributed generation;
microgrids;
power electronics.
Área(s) do CNPq: Engenharia Elétrica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
Citação: NASCIMENTO, Alyston Claydson Veríssimo do. Projeto, estudo e construção de uma microrrede experimental para testes de equipamentos e controle. 2022. 187 f. Dissertação ( Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3707
Data de defesa: 24-Feb-2022
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE

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