Operação adaptativa de uma microrrede despachável incorporando múltiplos inversores para a provisão de serviços ancilares
| Ano de defesa: | 2026 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-09022026-142026/ |
Resumo: | O presente trabalho realiza uma investigação aprofundada sobre a operação adaptativa de microrredes despacháveis compostas por múltiplos inversores eletrônicos de potência, com o objetivo de viabilizar a prestação de serviços ancilares ao sistema elétrico. Inicialmente, destaca-se o papel das microrredes na transformação dos sistemas elétricos tradicionalmente centralizados, ressaltando a crescente integração de fontes renováveis distribuídas, sistemas de armazenamento de energia e a participação ativa dos prosumidores no equilíbrio dinâmico entre geração e consumo. A pesquisa aborda os desafios técnicos e operacionais inerentes à coordenação dinâmica dos inversores eletrônicos, adotando o algoritmo Power Based Control como estratégia para assegurar o compartilhamento proporcional das potências ativa e reativa entre as unidades de geração de energia elétrica presente na microrrede. O estudo contempla cinco cenários distintos de despachabilidade, todos coordenados pelo algoritmo Power Based Control, além de quatro estudos de simulação e validação voltados à aplicação do controle na prestação de serviços ancilares. Os serviços avaliados incluem o despacho e a absorção de potência ativa para suporte à oferta e à distribuição de energia, o processamento de potência reativa capacitiva para compensação de cargas indutivas, bem como o despacho com fator de potência equivalente ao de microrredes adjacentes. Os estudos computacionais, que foram executados na microrrede de referência do CIGRE, evidenciam que a implementação do Power Based Control na prestação desses serviços ancilares é eficaz e contribui para o fortalecimento da infraestrutura elétrica, promovendo a transição rumo a paradigmas operacionais mais flexíveis e inteligentes. Dessa forma, o estudo está alinhado aos desafios contemporâneos do setor energético, especialmente no que diz respeito à integração massiva de fontes renováveis e à necessidade de um controle integrativo entre todos os prosumidores que compõem a mesma microrrede. |
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Operação adaptativa de uma microrrede despachável incorporando múltiplos inversores para a provisão de serviços ancilaresAdaptive operation of a dispatchable microgrid incorporating multiple inverters for the provision of ancillary servicesancillary servicesdespacho de potênciadispatchable microgridsmicrorredes despacháveispower based controlpower based controlpower dispatchserviços ancilaresO presente trabalho realiza uma investigação aprofundada sobre a operação adaptativa de microrredes despacháveis compostas por múltiplos inversores eletrônicos de potência, com o objetivo de viabilizar a prestação de serviços ancilares ao sistema elétrico. Inicialmente, destaca-se o papel das microrredes na transformação dos sistemas elétricos tradicionalmente centralizados, ressaltando a crescente integração de fontes renováveis distribuídas, sistemas de armazenamento de energia e a participação ativa dos prosumidores no equilíbrio dinâmico entre geração e consumo. A pesquisa aborda os desafios técnicos e operacionais inerentes à coordenação dinâmica dos inversores eletrônicos, adotando o algoritmo Power Based Control como estratégia para assegurar o compartilhamento proporcional das potências ativa e reativa entre as unidades de geração de energia elétrica presente na microrrede. O estudo contempla cinco cenários distintos de despachabilidade, todos coordenados pelo algoritmo Power Based Control, além de quatro estudos de simulação e validação voltados à aplicação do controle na prestação de serviços ancilares. Os serviços avaliados incluem o despacho e a absorção de potência ativa para suporte à oferta e à distribuição de energia, o processamento de potência reativa capacitiva para compensação de cargas indutivas, bem como o despacho com fator de potência equivalente ao de microrredes adjacentes. Os estudos computacionais, que foram executados na microrrede de referência do CIGRE, evidenciam que a implementação do Power Based Control na prestação desses serviços ancilares é eficaz e contribui para o fortalecimento da infraestrutura elétrica, promovendo a transição rumo a paradigmas operacionais mais flexíveis e inteligentes. Dessa forma, o estudo está alinhado aos desafios contemporâneos do setor energético, especialmente no que diz respeito à integração massiva de fontes renováveis e à necessidade de um controle integrativo entre todos os prosumidores que compõem a mesma microrrede.This work conducts an in-depth investigation into the adaptive operation of dispatchable microgrids composed of multiple power electronic inverters, with the aim of enabling the provision of ancillary services to the electrical system. Initially, the study highlights the strategic role of microgrids in transforming traditionally centralized electrical systems, emphasizing the growing integration of distributed renewable energy sources, energy storage systems, and the active participation of prosumers in maintaining the dynamic balance between generation and consumption. The research addresses the technical and operational challenges inherent to the dynamic coordination of power electronic inverters, adopting the Power Based Control algorithm as a strategy to ensure optimal sharing of active and reactive power among the distributed generation units within the microgrid. The study encompasses five distinct dispatchability scenarios, all coordinated by the Power Based Control algorithm, in addition to four simulation validation studies focused on applying this control strategy for the provision of ancillary services. The evaluated services include the dispatch and absorption of active power to support energy supply and distribution, the processing of capacitive reactive power for the compensation of inductive loads, as well as dispatching operations with a power factor equivalent to that of adjacent microgrids. The studies, carried out on the CIGRE benchmark microgrid, demonstrate that the implementation of Power Based Control in the delivery of these ancillary services is effective and contributes to strengthening electrical infrastructure, fostering the transition toward more flexible and intelligent operational paradigms. Thus, this study aligns with contemporary challenges in the energy sector, particularly regarding the massive integration of renewable energy sources and the need for integrative control among all prosumers within the same microgrid.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAlonso, Augusto Matheus dos SantosAlves, Diego Pacanhela2026-01-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-09022026-142026/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-10T19:25:02Zoai:teses.usp.br:tde-09022026-142026Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-10T19:25:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O presente trabalho realiza uma investigação aprofundada sobre a operação adaptativa de microrredes despacháveis compostas por múltiplos inversores eletrônicos de potência, com o objetivo de viabilizar a prestação de serviços ancilares ao sistema elétrico. Inicialmente, destaca-se o papel das microrredes na transformação dos sistemas elétricos tradicionalmente centralizados, ressaltando a crescente integração de fontes renováveis distribuídas, sistemas de armazenamento de energia e a participação ativa dos prosumidores no equilíbrio dinâmico entre geração e consumo. A pesquisa aborda os desafios técnicos e operacionais inerentes à coordenação dinâmica dos inversores eletrônicos, adotando o algoritmo Power Based Control como estratégia para assegurar o compartilhamento proporcional das potências ativa e reativa entre as unidades de geração de energia elétrica presente na microrrede. O estudo contempla cinco cenários distintos de despachabilidade, todos coordenados pelo algoritmo Power Based Control, além de quatro estudos de simulação e validação voltados à aplicação do controle na prestação de serviços ancilares. Os serviços avaliados incluem o despacho e a absorção de potência ativa para suporte à oferta e à distribuição de energia, o processamento de potência reativa capacitiva para compensação de cargas indutivas, bem como o despacho com fator de potência equivalente ao de microrredes adjacentes. Os estudos computacionais, que foram executados na microrrede de referência do CIGRE, evidenciam que a implementação do Power Based Control na prestação desses serviços ancilares é eficaz e contribui para o fortalecimento da infraestrutura elétrica, promovendo a transição rumo a paradigmas operacionais mais flexíveis e inteligentes. Dessa forma, o estudo está alinhado aos desafios contemporâneos do setor energético, especialmente no que diz respeito à integração massiva de fontes renováveis e à necessidade de um controle integrativo entre todos os prosumidores que compõem a mesma microrrede. |
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