Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81917| Tipo: | TCC |
| Título: | Análise de estratégias de controle de recursos energéticos distribuídos utilizando co-simulação |
| Autor(es): | Silva, Caio Lucas Nascimento |
| Orientador: | Melo, Lucas Silveira |
| Palavras-chave em português: | Co-Simulacão;Redes Elétricas Inteligentes;Recursos Energéticos Distribuídos;Controle Volt-Watt;Controle Volt-Var;OpenDER;Mosaik |
| Palavras-chave em inglês: | Co-Simulation;Smart Grids;Distributed Energy Resources;Volt-Watt Control;Volt-Var Control;OpenDER;Mosaik |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Data do documento: | 2025 |
| Citação: | SILVA, Caio Lucas Nascimento. Análise de estratégias de controle de recursos energéticos distribuídos utilizando co-simulação. 2025. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumo: | O crescente aumento da penetração de Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) na rede elétrica de distribuição vem causando grandes modificações no sistema elétrico brasileiro. O sistema elétrico tradicionalmente foi planejado para lidar com o fluxo unidirecional de energia, de forma que não estava preparado para lidar com a inserção massiva de Geração Distribuída (GD), o que ocasionou problemas de fluxo reverso nos alimentadores, atuação indevida de equipamentos e, principalmente, situações de sobretensão. Visando mitigar estes problemas, soluções de controle foram desenvolvidas, como o controle Volt-Watt e o controle Volt-Var. Essas modificações têm como consequência a transição do sistema elétrico tradicional para o conceito de Redes Elétricas Inteligentes (REIs). Por conta da complexidade de representar de forma coerente uma REI, os simuladores convencionais podem não ser suficientes para uma representação holística do sistema, sendo necessária a integração de diferentes simuladores em um ambiente de co-simulação para o estudo do sistema. Diante dessa situação, o presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise comparativa das estratégias de controle Volt-Var e Volt-Watt em uma rede elétrica de distribuição com presença de geração fotovoltaica e inversores inteligentes, utilizando co-simulação. A co-simulação é orquestrada pelo Mosaik, com a rede elétrica modelada no Pandapower e as funções de controle dos inversores inteligentes implementadas pelo OpenDER, garantindo conformidade com os requisitos do padrão IEEE 1547-2018. A rede elétrica de distribuição analisada, obtida da base de dados SimBench, possui 97 barras, tensão de linha de 400 V, característica radial e originalmente conta com 8 barras com geração fotovoltaica. Para criar um cenário de estresse na rede elétrica, são adicionadas 48 novas instalações fotovoltaicas. Os resultados da co-simulação demonstraram a efetividade dos controles em mitigar o problema de sobretensão, com uma redução superior a 80% no valor da função de desvio de tensão, estabelecida como métrica, além de evidenciarem as vantagens e desvantagens de cada abordagem. Dessa forma, o presente trabalho demonstrou a relevância da utilização da co-simulação para o estudo de REIs, com o ambiente modelado apresentando resultados satisfatórios e coerentes, proporcionando uma análise eficiente dos diferentes controles aplicados à rede. |
| Abstract: | The growing penetration of Distributed Energy Resources (DERs) in the electricity distribution network is causing major changes in the Brazilian power system. The electrical system was traditionally designed to handle unidirectional energy flow and was therefore not prepared for the massive integration of Distributed Generation (DG), which has led to reverse power flow in feeders, improper operation of equipment, and, most notably, overvoltages. To mitigate these issues, control strategies such as Volt-Watt and Volt-Var have been developed. These changes have resulted in the transition from the traditional electrical system to the concept of Smart Grids (SGs). Due to the complexity of coherently representing an SG, conventional simulators may be insufficient for a holistic analysis of the system, requiring the integration of multiple simulators in a co-simulation environment. In this context, this study aims to conduct a comparative analysis of Volt-Var and Volt-Watt control strategies in an electrical distribution network with photovoltaic generation and smart inverters, using co-simulation. The co-simulation is orchestrated by Mosaik, with the electrical network modeled in Pandapower and the smart inverter control functions implemented using OpenDER, ensuring compliance with the IEEE 1547-2018 standard. The analyzed distribution network, obtained from the SimBench database, consists of 97 buses, a line voltage of 400 V, a radial topology, and initially includes 8 buses with photovoltaic generation. To simulate a stressed condition in the electrical network, 48 additional photovoltaic installations are introduced. The co-simulation results demonstrated the effectiveness of the control strategies in mitigating overvoltages, with a reduction of more than 80% in the voltage deviation function, used as a performance metric, while also highlighting the strengths and limitations of each approach. Thus, this study demonstrates the relevance of co-simulation for Smart Grid analysis, with the modeled environment producing satisfactory and consistent results, enabling an effective evaluation of the control strategies applied to the grid. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81917 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0009-0008-0388-1444 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/8065518500851396 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0001-5488-6124 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/7082243734904289 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2025_tcc_clnsilva.pdf | 2,42 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.