Aplicação de subestações inversoras em sistemas de tração metroviários para aumento da eficiência energética por meio do aproveitamento da energia regenerada
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05112025-095833/ |
Resumo: | A tração elétrica representa a principal parcela do consumo de energia em sistemas metroviários alimentados em corrente contínua. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta de simulação computacional voltada à análise do fluxo de energia nesses sistemas, desde as subestações até os trens em operação. Também é proposta a utilização de subestações inversoras como alternativa para otimizar o reaproveitamento da energia elétrica regenerada nas frenagens e eliminar a necessidade das Unidades Automáticas de Receptividade Assegurada (AARUs), atualmente utilizadas para dissipar a energia excedente quando não há possibilidade de troca entre trens em aceleração e frenagem. O simulador foi desenvolvido e validado com base em dados reais de operação e medições de campo da Linha 15-Prata do Metrô de São Paulo. Por fim, são apresentados os ganhos de eficiência energética e a análise de viabilidade econômica associados à substituição das AARUs por subestações inversoras. |
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Aplicação de subestações inversoras em sistemas de tração metroviários para aumento da eficiência energética por meio do aproveitamento da energia regeneradaApplication of inverter substations in metro traction systems to improve energy efficiency through the use of regenerated energy.Computer simulationEficiência energéticaElectric tractionEnergy savingMetrôModelingRegenerative brakingTração elétrica (Simulação computacional)A tração elétrica representa a principal parcela do consumo de energia em sistemas metroviários alimentados em corrente contínua. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta de simulação computacional voltada à análise do fluxo de energia nesses sistemas, desde as subestações até os trens em operação. Também é proposta a utilização de subestações inversoras como alternativa para otimizar o reaproveitamento da energia elétrica regenerada nas frenagens e eliminar a necessidade das Unidades Automáticas de Receptividade Assegurada (AARUs), atualmente utilizadas para dissipar a energia excedente quando não há possibilidade de troca entre trens em aceleração e frenagem. O simulador foi desenvolvido e validado com base em dados reais de operação e medições de campo da Linha 15-Prata do Metrô de São Paulo. Por fim, são apresentados os ganhos de eficiência energética e a análise de viabilidade econômica associados à substituição das AARUs por subestações inversoras.Electric traction represents the main share of energy consumption in metro systems powered by direct current (DC). This work presents the development of a computational simulation tool aimed at analyzing the energy flow in such systems, from substations to trains in operation. It also proposes the use of inverter substations as an alternative to optimize the recovery of regenerative braking energy and eliminate the need for Automatic Assured Receptivity Units (AARUs), currently employed to dissipate excess energy when there is no possibility of energy exchange between accelerating and braking trains. The simulator was developed and validated using real operational data and field measurements from Line 15Silver of the Sao Paulo Metro. Finally, the energy efficiency gains and the economic feasibility of replacing AARUs with inverter substations are presented.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPereira, Sérgio LuizGuedes, Ruan Streitenberger2025-10-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05112025-095833/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/openAccesspor2025-11-06T11:15:27Zoai:teses.usp.br:tde-05112025-095833Biblioteca 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:27212025-11-06T11:15:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A tração elétrica representa a principal parcela do consumo de energia em sistemas metroviários alimentados em corrente contínua. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta de simulação computacional voltada à análise do fluxo de energia nesses sistemas, desde as subestações até os trens em operação. Também é proposta a utilização de subestações inversoras como alternativa para otimizar o reaproveitamento da energia elétrica regenerada nas frenagens e eliminar a necessidade das Unidades Automáticas de Receptividade Assegurada (AARUs), atualmente utilizadas para dissipar a energia excedente quando não há possibilidade de troca entre trens em aceleração e frenagem. O simulador foi desenvolvido e validado com base em dados reais de operação e medições de campo da Linha 15-Prata do Metrô de São Paulo. Por fim, são apresentados os ganhos de eficiência energética e a análise de viabilidade econômica associados à substituição das AARUs por subestações inversoras. |
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