Gerenciamento de estações de recarga de veículos elétricos via índices de desempenho individualizado [recurso eletrônico]
Manuella Caetano Marçal
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP M324g
[Management of public charge stations for electric vehicles by using index of individualized performance]
Campinas, SP : [s.n.], 2022.
1 recurso online (57 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: Walmir de Freitas Filho, José Carlos Garcia Andrade
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Resumo: Em razão da crescente preocupação com impactos ambientais, as discussões sobre a emissão de gases de efeito estufa e o desenvolvimento sustentável aumentaram na última década. Como consequência, diversas soluções foram apresentadas a fim de diminuir tais impactos, sendo a eletrificação dos...
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Resumo: Em razão da crescente preocupação com impactos ambientais, as discussões sobre a emissão de gases de efeito estufa e o desenvolvimento sustentável aumentaram na última década. Como consequência, diversas soluções foram apresentadas a fim de diminuir tais impactos, sendo a eletrificação dos transportes uma delas. O resultado do investimento em larga escala na mobilidade elétrica pode ser mensurado pelo aumento contínuo do número de veículos elétricos (VEs) ao longo da última década, com destaque para o ano de 2020 quando a frota ultrapassou 10 milhões de unidades. Concomitantemente, é crucial que existam investimentos na operação, manutenção e expansão da infraestrutura de recarga, pois as estações de recarga demandam elevados valores de potência e energia, principalmente as instalações com pontos de recarga rápida, resultando em impactos técnicos e econômicos, tanto na rede elétrica da concessionária quanto na própria instalação do consumidor. Nesse âmbito, este projeto de mestrado propõe caracterizar e analisar um índice de desempenho individualizado para estações públicas de recarga, neste caso o número de VEs que visitam o local, com o objetivo de realizar o gerenciamento integrado de recursos energéticos e econômicos durante a operação a partir de uma análise técnico-financeira. São investigadas soluções baseadas em instalações de equipamentos complementares, como geradores fotovoltaicos (FVs), sistema de armazenamento de energia (SAE) e novos pontos de recarga, e soluções baseadas em gestão da demanda e adequação de contratos de energia; todas estas soluções são relacionadas com o número de VEs que visitam a estação de recarga. Quanto à metodologia de análise, o comportamento estocástico da recarga é modelado através de uma caracterização em cenários (Monte Carlo), incorporando incertezas ao problema com propósito de priorizar soluções de custo-benefício (em contraste as soluções de caso extremo). Com esta metodologia são criadas curvas de uso da estação de recarga para análise técnica, via OpenDSS, e análise econômica, via Python. A metodologia é avaliada em um circuito de distribuição real e a partir dos resultados nota-se que a estação de recarga, conectada em média tensão, aumenta a queda de tensão, perdas técnicas e utilização dos condutores, sendo estes impactos proporcionais à distância do local de instalação para a subestação de distribuição. Equipamentos complementares auxiliam na mitigação destes impactos, principalmente quando combinam-se geradores FVs e SAEs. Do ponto de visto econômico, destaca-se que o menor custo mensal de operação é obtido utilizando tarifa Verde, mas o uso de geração FV com SAE pode aproximar o custo mensal da tarifa Azul ao da tarifa Verde a depender do número de VEs recarregando na estação
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Abstract: Due to the increasing concern about environmental impacts, discussions on greenhouse gas emissions and sustainable development raised in the last decade. From that, different solutions were presented targeting the decarbonization, with the electrification of transports begin one of them....
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Abstract: Due to the increasing concern about environmental impacts, discussions on greenhouse gas emissions and sustainable development raised in the last decade. From that, different solutions were presented targeting the decarbonization, with the electrification of transports begin one of them. The result of large-scale investment in electric mobility can be measured by the continuous growth of the electric vehicle fleet, highlighting the year of 2020, when the global fleet surpassed 10-million units. Alongside this growth, it is crucial to have investments in the operation, maintenance, and expansion of the charging infrastructure, due to the high power and energy demand of its equipment, especially the fast-charging stations, resulting in technical and economic impacts on the electric grid and in the charging station itself. Therefore, this master’s project has proposed the characterization and analysis of a performance index for fast-charging stations, using the number of electric vehicles (EVs) visiting the location, to manage the energy resources and economics during the operation based on a technic-economic evaluation. The installation of new equipment, such as photovoltaic generators (PV), energy storage systems (ESS) and new charging points, and management of energy and power contracts are investigated; all of them are related to the number of EVs visiting the charging station. In the methodology is modeled the stochastic behavior of EVs with the Monte Carlo method to incorporate the uncertainties related to the time instant that EVs arrive at the station and prioritize cost-effective solutions (in opposition to extreme-case solutions). Charging station profiles are created with this methodology to perform a technical analysis of the electric grid, via OpenDSS, and the economic analysis, via Python. The tests are performed in a real distribution system and, from the results, it is possible to extract that the station, connect to the medium-voltage system, increase the voltage drop, technical losses and utilization of conductors, with these impacts proportional to the distance between the charging station and the substation. Complementary equipment helps to mitigate these impacts, specially combining PVs and ESSs. From the economic perspective, it is worth noticing that the least monthly operational cost is obtained with the usage of the Green tariff, however, PVs ESSs can reduce the cost of using Blue tariff depending on the number of EVs charging in the fast-charging station
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Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Freitas Filho, Walmir de, 1971-
Orientador
Andrade, José Carlos Garcia, 1991-
Coorientador
Almeida, Madson Cortes de, 1973-
Avaliador
Salles, Mauricio Barbosa de Camargo
Avaliador
Gerenciamento de estações de recarga de veículos elétricos via índices de desempenho individualizado [recurso eletrônico]
Manuella Caetano Marçal
Gerenciamento de estações de recarga de veículos elétricos via índices de desempenho individualizado [recurso eletrônico]
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