Economic power sharing using droop strategy for parallel converters in a low-voltage AC island microgrid

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Pedroso, João Paulo de Carvalho
• Orientador(a): Ferreira, Sílvia Costa
• Banca de defesa: Ferreira, Sílvia Costa, Pereira, Rondinelli Rodrigues, Pacheco, Vinicius Miranda, Silva, Felipe Oliveira e
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
• Departamento: Departamento de Engenharia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Controle Droop; Microrredes Resistivas; Microrrede de baixa tensão; Compartilhamento de potência; Droop control; Resistive microgrids; Low voltage microgrid; Power sharing
• Área do conhecimento CNPq: Transmissão da Energia Elétrica, Distribuição da Energia Elétrica
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/48082

As unidades de geração participantes de uma microrrede podem fazer o uso de diferentes fontes primárias de energia, tais como combustíveis fósseis, recursos renováveis ou sistemas de bateria. Dada a diversidades de tais fontes, é natural que haja diferenças nos custos de operação das unidades de geração distribuída. Quando uma microrrede encontra-se desconectada do sistema elétrico principal, suas unidades geradoras devem ser capazes de manter níveis adequados de tensão e frequência para atendimento das cargas locais. Além disso, nessa condição também é necessário coordenar o fornecimento de energia de cada gerador com base em seus respectivos custos operacionais, visando minimizar o custo global de operação do sistema ilhado. O controle local de uma microrrede nessa condição pode ser realizado por dois métodos: empregando um sistema de controle central, o qual baseia-se em tecnologias de comunicação para coordenar a operação das fontes de energia, ou então através de um sistema distribuído de gestão econômica dos geradores, o qual realiza o despacho de potência sequencial dessas unidades baseado nos seus respectivos custos de operação, sem a necessidade de um sistema paralelo de comunicação. A coordenação dessa estratégia se dá através da variação de parâmetros da própria rede local, como frequência e amplitude da tensão. Esse método de controle é conhecido como estratégia Droop e apresenta como vantagem a dispensa do uso de meios de comunicação secundários entre os conversores, o que aumenta a confiabilidade, simplicidade e velocidade de atuação do sistema. Nesse contexto, esse trabalho consiste em adaptar uma estratégia de compartilhamento de potência baseada em aspectos econômicos inerentes à fonte energética primária das unidades de geração distribuídas para uma microrrede monofásica ilhada de baixa tensão, visando minimizar custos globais de operação. Essa estratégia foi implementada empregando-se o controle preditivo baseado em modelo com conjunto de dados finito como método de controle local dos conversores eletrônicos, adicionando adequada capacidade de seguir sinais de referência com ajuste dinâmico, de rejeição de distúrbios e de lidar com não-lineariades no sistema, com desempenho comparável a técnicas de controle tradicionais. A validação da estratégia econômica adaptada é realizada em simulações computacionais empregando o software MATLAB/Simulink para uma microrrede de baixa tensão com cargas distintas e com demanda de potência variável ao longo do tempo.