Impactos técnicos causados pela inserção massiva de veículos elétricos : uma abordagem focada em redes de média tensão
dc.contributor.advisor | Gazzana, Daniel da Silva | pt_BR |
dc.contributor.author | Garcia, Bruno Barboza | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2021-12-09T04:36:02Z | pt_BR |
dc.date.issued | 2021 | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10183/232747 | pt_BR |
dc.description.abstract | A penetração de veículos elétricos (VEs) nos Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE) é uma realidade mundial, sendo que nos próximos anos tal inserção tende a ser massiva. Neste contexto, este trabalho possui como objetivo apresentar um estudo com foco na análise dos impactos técnicos (carregamento de condutores, desequilíbrio e violação de tensão) no lado de média tensão (MT) de SDEE. Para este fim, consideram-se cenários de entrada em massa de VEs, tanto em estações residenciais quanto em estações públicas (eletropostos) de recarga. A metodologia proposta ampara-se na utilização dos programas computacionais Open Distribution System Simulator (OpenDSS) e Load Profile Generator (LPG), os quais, respectivamente, destinam-se ao cálculo de perdas técnicas e de fluxo de potência e à geração de curvas de cargas de diferentes perfis de consumo. De modo a melhor caracterizar a aleatoriedade das variáveis que afetam diretamente a penetração dos VEs na rede, o método de Monte Carlo (MMC) foi utilizado, servindo também para a geração de curvas de carregamento de VEs com caraterísticas aleatórias. O estudo foi embasado em dois SDEE de MT, estes com diferentes características: (i) sistema de 23 nós, rede equilibrada e sem equipamentos adicionais com capacidade de melhorar a qualidade da energia elétrica (QEE); (ii) sistema teste IEEE-123 nós, desequilibrado e com a presença de equipamentos para melhorar a QEE. Em ambos os estudos de caso, carregamentos não coordenados foram adotados. Com base nos resultados obtidos e de acordo com as características do SDEE utilizado, os impactos da penetração de VEs se mostraram intensificados. No sistema de 23 nós, as cargas equilibradas conduziram a valores inexpressivos de desequilíbrio de tensão, bem como o carregamento dos condutores foi pouco afetado. Contudo, a queda na magnitude da tensão mostrou-se relevante. O sistema de 123 nós não apresentou valores significativos para a queda de tensão, porém, o desequilíbrio entre as tensões foram expressivos. Mesmo para baixas porcentagens de penetração de VEs, a recarga através de eletropostos influenciou diretamente no perfil da curva de carga de ambos os SDEE, fazendo com que a demanda atingisse valores próximos ou maiores do que o pico sem a presença destes veículos. Constatou-se que os impactos técnicos são sensivelmente influenciados pelas características do SDEE, reforçando o argumento que as análises devem ser efetuadas utilizando dados locais. Por fim, o presente estudo mostra sua relevância para antever futuros impactos no lado de MT do SDEE causados pela entrada massiva de VEs do lado de BT, podendo assim dar subsídios para o planejamento, modificações e possíveis expansões necessárias à rede, em contraponto aos benefícios proporcionados por esta nova tecnologia de locomoção. | pt_BR |
dc.description.abstract | The penetration of electric vehicles (EVs) in the Electric Distribution Systems (EDS) is a worldwide reality and in the coming years such insertion will be massive. In this context, this work aims at presenting a study focusing on the analysis of the technical impacts (ampacity of cables, unbalance and voltage violation) in the medium voltage side (MV) of the EDS. For this purpose, several scenarios of massive insertion of EVs are considered, proceeded both from residential and public charging stations. The proposed methodology is based on the computer programs Open Distribution System Simulator (OpenDSS) and Load Profile Generator (LPG), which, respectively, are intended for the calculation of technical losses and power flow and the generation of load curves of different consumption profiles. In order to better characterize the randomness of variables that directly affect EV penetration in the network, the Monte Carlo method was used, also serving to generate EV loading curves with random characteristics. The study was based on two MV EDS, these with different characteristics: (i) 23-node system, balanced network and without additional equipment with the capacity to improve the quality of electrical energy (QEE); (ii) IEEE-123-node test system, unbalanced and with the presence of equipment to improve the QEE. In both case studies, uncoordinated charges were adopted. Based on the obtained results and according to the characteristics of the EDS used, the impacts of EV penetration were shown to be intensified. In the 23-node system, balanced loads lead to unimpressive values of voltage unbalance, and the loading of the conductor cables was little affected. However, the decrease in the magnitude of the voltage proved to be relevant. The 123-node system did not present significant values for the voltage drop, however, the unbalance between phases was significant. Even for low EV penetration percentages, recharging through electric station directly influenced the load curve profile of both EDS, which occasioned demand values close to or greater than the peak without the presence of these vehicles. As a conclusion, the technical impacts are significantly influenced by the characteristics of the EDS, reinforcing the argument that the analyzes must be carried out using local data. Finally, the present study shows its relevance to anticipate future impacts caused by the massive penetration of EVs in MV EDS, being able to provide subsidies for planning, modifications and possible expansions necessary to the network, in counterpoint to the benefits provided by this new locomotion technology. | en |
dc.format.mimetype | application/pdf | pt_BR |
dc.language.iso | eng | pt_BR |
dc.rights | Open Access | en |
dc.subject | Electric distribution systems | en |
dc.subject | Energia elétrica : Distribuição | pt_BR |
dc.subject | Electric vehicle | en |
dc.subject | Veículos elétricos | pt_BR |
dc.subject | Charging station | en |
dc.subject | Monte Carlo simulations | en |
dc.subject | Technical impacts | en |
dc.title | Impactos técnicos causados pela inserção massiva de veículos elétricos : uma abordagem focada em redes de média tensão | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co | Ferraz, Renato Gonçalves | pt_BR |
dc.identifier.nrb | 001133928 | pt_BR |
dc.degree.grantor | Universidade Federal do Rio Grande do Sul | pt_BR |
dc.degree.department | Escola de Engenharia | pt_BR |
dc.degree.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | pt_BR |
dc.degree.local | Porto Alegre, BR-RS | pt_BR |
dc.degree.date | 2021 | pt_BR |
dc.degree.level | mestrado | pt_BR |
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