Gestión de carga de vehículos eléctricos a partir de dinámicas indeseadas en generación solar fotovoltaica
Los sistemas de generación de energía a partir del uso del recurso solar, constituyen una alternativa para contribuir a mitigar la problemática del cambio climático, pero su integración en las redes de distribución ocasiona inconvenientes en calidad de energía y la estabilidad de la red, como con...
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
|
| Subjects: | |
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| author | Aguirre Pardo, Ivania Carolina |
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| description | Los sistemas de generación de energía a partir del uso del recurso solar, constituyen una
alternativa para contribuir a mitigar la problemática del cambio climático, pero su integración
en las redes de distribución ocasiona inconvenientes en calidad de energía y la estabilidad de la
red, como consecuencia de su naturaleza intermitente, que provoca que se presenten rápidas
variaciones en la potencia de salida de los módulos fotovoltaicos. Las fluctuaciones producidas
no alcanzan a ser controladas desde su generación, por lo que se requiere combinar estos sistemas
con tecnologías de almacenamiento de energía, que ayuden a reducirlas. Por ello, el presente
trabajo se orientó al desarrollo de un modelo de simulación de un sistema de gestión de energía,
que controle el proceso de carga del vehículo eléctrico, a partir de la dinámica de la generación
fotovoltaica.
En la estación meteorológica del laboratorio de Micro Redes de la Universidad de Cuenca,
ubicado en el campus Balsay, se estudió el comportamiento dinámico de la generación de energía
PV en intervalos de 1s, para un periodo de análisis de 6h00 a 18h00, durante 30 días; en base a
los resultados obtenidos, se aplicó la estrategia de control de rampa de potencia, para un día con
altas variaciones y otro con variaciones promedio; luego se diseñaron los modelos de gestión
carga para vehículos eléctricos, en dos escenarios: un solo vehículo y más de un vehículo
conectados en el Punto Común de Conexión (PCC).
Los resultados mostraron que el comportamiento dinámico de la generación fotovoltaica en la
zona de estudio, presenta fluctuaciones rápidas de potencia en instantes muy cortos de tiempo,
alcanzando una variación promedio de 7,20 𝑘𝑊 𝑚𝑖𝑛 ⁄ y un coeficiente de variabilidad de 32,09%,
en el mes de septiembre del 2020; la aplicación del algoritmo de control de rampa de potencia,
para las dos condiciones, mostraron que la integración de un único vehículo eléctrico en el PCC
no es suficiente para reducir la totalidad de las fluctuaciones fotovoltaicas, mientras que al
incrementar el número de vehículos el nivel de variaciones se reduce en su mayoría. Se concluye
que, es posible integrar las estaciones de carga de vehículos eléctricos a los sistemas de generación
de energía solar fotovoltaica, para disminuir los impactos de esta tecnología en la red de
suministro de energía eléctrica. |
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Por ello, el presente trabajo se orientó al desarrollo de un modelo de simulación de un sistema de gestión de energía, que controle el proceso de carga del vehículo eléctrico, a partir de la dinámica de la generación fotovoltaica. En la estación meteorológica del laboratorio de Micro Redes de la Universidad de Cuenca, ubicado en el campus Balsay, se estudió el comportamiento dinámico de la generación de energía PV en intervalos de 1s, para un periodo de análisis de 6h00 a 18h00, durante 30 días; en base a los resultados obtenidos, se aplicó la estrategia de control de rampa de potencia, para un día con altas variaciones y otro con variaciones promedio; luego se diseñaron los modelos de gestión carga para vehículos eléctricos, en dos escenarios: un solo vehículo y más de un vehículo conectados en el Punto Común de Conexión (PCC). Los resultados mostraron que el comportamiento dinámico de la generación fotovoltaica en la zona de estudio, presenta fluctuaciones rápidas de potencia en instantes muy cortos de tiempo, alcanzando una variación promedio de 7,20 𝑘𝑊 𝑚𝑖𝑛 ⁄ y un coeficiente de variabilidad de 32,09%, en el mes de septiembre del 2020; la aplicación del algoritmo de control de rampa de potencia, para las dos condiciones, mostraron que la integración de un único vehículo eléctrico en el PCC no es suficiente para reducir la totalidad de las fluctuaciones fotovoltaicas, mientras que al incrementar el número de vehículos el nivel de variaciones se reduce en su mayoría. Se concluye que, es posible integrar las estaciones de carga de vehículos eléctricos a los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica, para disminuir los impactos de esta tecnología en la red de suministro de energía eléctrica. Energy generation systems from the use of solar resources constitute an alternative to help mitigate the problem of climate change, but their integration into the distribution networks causes problems in the energy quality and the stability of the network, as a consequence of its intermittent nature, which causes rapid variations in the output power of the photovoltaic modules to occur. The fluctuations produced cannot be controlled from their generation, so it is necessary to combine these systems with energy storage technologies, which help to reduce them. For this reason, the present work was oriented to the development of a simulation model of an energy management system, which controls the charging process of the electric vehicle, based on the dynamics of photovoltaic generation. At the meteorological station of the Micro Networks laboratory of the University of Cuenca, located on the Balsay campus, the dynamic behavior of PV power generation was studied in 1s intervals, for an analysis period from 6:00 a.m. to 6:00 p.m., for 30 days. ; Based on the results obtained, the power ramp control strategy was applied, for a day with high variations and another with average variations; then the load management models for electric vehicles were designed in two scenarios: a single vehicle and more than one vehicle connected in the Common Connection Point (PCC). The results showed that the dynamic behavior of the photovoltaic generation in the study area presents rapid power fluctuations in very short moments, reaching an average variation of 7,20 𝑘𝑊 𝑚𝑖𝑛 ⁄ and a coefficient of variability of 32.09%, in the month of September 2020; The application of the power ramp control algorithm, for the two conditions, showed that the integration of a single electric vehicle in the PCC is not enough to reduce all the photovoltaic fluctuations, while by increasing the number of vehicles the level of variations is mostly reduced. It is concluded that it is possible to integrate electric vehicle charging stations into photovoltaic solar energy generation systems, to reduce the impacts of this technology on the electric power supply network. Ingeniero Eléctrico Cuenca 2021-04-13T23:10:07Z 2021-04-13T23:10:07Z 2021-04-13 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/36028 spa TE;479 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf application/pdf Universidad de Cuenca |
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