Export iten: EndNote BibTex

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5730
Tipo do documento: Dissertação
Title: Estudo do ilhamento não intencional em microrredes baseadas em conversores eletrônicos de potência
Other Titles: Study of unintentional islandig in power electronic converters based microgrids
Autor: Ioris, Darlan 
Primeiro orientador: Almeida, Adriano Batista de
Primeiro membro da banca: Motter, Daniel
Segundo membro da banca: Pesente, Jonas Roberto
Resumo: O desenvolvimento atual das fontes de energia elétrica está sobretudo baseado no uso dos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs), os quais abrangem a Geração Distribuída (GD) e os sistemas de armazenamento de energia. As Microrredes (MRs) apresentam-se como uma alternativa atraente para superar os desafios na integração dos REDs ao sistema elétrico tradicional e para garantir confiabilidade e ótimo aproveitamento dos recursos energéticos. As MR podem operar de forma ilhada ou conectada ao sistema elétrico principal. A transição do modo conectado para o modo ilhado, chamada de ilhamento, pode apresentar diversos desafios para a MR, principalmente quando o ilhamento acontecer de forma não intencional. O presente trabalho utiliza simulações no ambiente Matlab/Simulink para estudar o desempenho dinâmico de uma MR baseada em conversores eletrônicos de potência (CEP) no evento de ilhamento não intencional da MR causado pelo desligamento da rede elétrica principal. Em relação aos estudos já existentes na literatura, são abordadas duas situações no ilhamento não intencional que ainda não foram tema de ampla investigação: a existência de um período de tempo na detecção de ilhamento da MR que leva a um atraso de tempo na execução das ações de controle necessárias para operação ilhada e a existência de cargas externas à MR que podem influenciar no transitório do ilhamento da MR. Diferentes modelos elétricos dos REDs que compõe a MR e que podem ser utilizados nas simulações são estudados, variando quanto à representação do CEP (chaveado ou por valores médios) e quanto à representação da fonte energética (fonte CC ideal ou modelo da fonte primária), resultando em uma descrição de modelagem de REDs. Os modelos são utilizados para simular ilhamentos da MR com diferentes atrasos de tempo e com duas diferentes estratégias de operação e controle dos REDs com baterias: com alteração do modo de operação (de grid-feeding para grid-supporting) e sem alteração do modo de operação (continuamente em grid-supporting). Nas simulações com diferentes modelos dos REDs, verifica-se que o modelo com a fonte primária representada e com o CEP modelado por valores médios apresenta menor custo computacional e adequada representação dinâmica para este estudo. As simulações com diferentes atrasos de tempo mostram que a estratégia que necessita alteração de modo de operação apresenta consideráveis desvios de tensão e frequência após o ilhamento devido à ausência temporária de controle, enquanto a estratégia sem alteração apresenta melhor resultado dinâmico, porém, pode levar à ocorrência de sobrecarga nos REDs devido à carga externa.
Abstract: The current development of electric energy sources is mainly based on the use of distributed energy resources (DERs), which include distributed generation (DG) and energy storage systems. Microgrids (MGs) are an attractive alternative to overcome the challenges in integrating DERs into the traditional electrical system and to ensure reliability and optimal use of energy resources. MGs can operate islanded or connected to the main electrical system. The transition from connected to islanded mode, called islanding, can present several challenges for the MG, especially when islanding happens unintentionally. The present work uses simulations in the Matlab/Simulink environment to study the dynamic performance of a MG based on electronic power converters (EPC) in the event of unintentional islanding of the MG caused by the main grid shutdown. Regarding existing studies in the literature, two situations in unintentional islanding that have not yet been the subject of extensive investigation are addressed: the existence of a period of time in the detection of MG islanding that leads to a time delay in the execution of the necessary control actions for the islanded operation and the existence of loads external to the MG that can influence the transient of the MG islanding. We studied different electrical models of DERs that make up the MG and that can be used in simulations, varying in the representation of the EPC (switched or by average-value) and in the representation of the energy source (ideal DC source or primary source model), resulting in a description of DER modeling. The models are used to simulate MG islanding with different time delays and with two different operating and control strategies for battery-powered DERs: changing the operating mode (from grid-feeding to grid-supporting) and without changing the operating mode (continuously in grid-supporting). In simulations with different DER models, it appears that the model with the primary source represented and the EPC modeled by average-value has lower computational cost and adequate dynamic representation for this study. The simulations with different time delays show that the strategy changing the operating mode has considerable voltage and frequency deviations after islanding due to the temporary lack of control, while the strategy without changing the operating mode has a better dynamic result. However, it can lead to the occurrence of overload in DERs due to the external load.
Keywords: Microrredes
Modelo de RED
Ilhamento
Atraso de tempo
Microgrids
DER model
Islanding
Time delay
CNPq areas: ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: Ioris, Darlan. Estudo do ilhamento não intencional em microrredes baseadas em conversores eletrônicos de potência. 2021. 190 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/5730
Issue Date: 8-Oct-2021
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Darlan_Ioris_2021.pdfDocumento principal4.27 MBAdobe PDFView/Open Preview


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons