Publicada em

29/08/2017

Marcelo Carvalho Da Rosa

232 – Impacto na rede de distribuição com a introdução de estações de carregamento rápido para ônibus elétrico e híbrido

Resumo

A constante preocupação sobre questões ambientais e a demanda por veículos mais eficientes faz a indústria automotiva investir cada vez mais em tecnologia limpa e renovável. No caso do transporte coletivo urbano das grandes cidades a solução proposta são os Electric Vehicles (EVs) ou os Plug-in Hybrid Electrical Vehicles (PHEVs), ambos benéficos em termos de redução de emissões e eficiência energética, pois reduz o consumo de combustível fóssil por eletricidade, energia com “zero emissão” de poluentes, quando analisado pela perspectiva do veículo. Embora recente e em desenvolvimento, a introdução dos ônibus PHEV e EV no sistema de transporte se tornará inevitável com o decorrer dos anos devido a demandas legais impostas por normas regulamentadoras que restringem os níveis de emissões emitidos pelos veículos automotores. Com a introdução desses novos ônibus, se faz necessária a instalação de estações de carregamento ou Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) na infraestrutura das cidades para realizarem o carregamento das baterias durante a parada do ônibus no ponto final da linha ou em pontos estratégicos da rota, dando autonomia para o veículo realizar o percurso em modo elétrico até o próximo ponto de carregamento. Durante o procedimento de carregamento, as estações demandam uma grande quantidade de potência em um curto intervalo de tempo, e por serem equipamentos constituídos de conversores e dispositivos não-lineares, podem gerar impactos na rede de distribuição. Tomando como base os procedimentos e normas vigentes no Brasil, no que se refere à qualidade da energia elétrica (QEE), esse impacto foi mensurado e analisado durante o trabalho de pesquisa proposto. Além disso, os resultados dos principais fenômenos e distúrbios obtidos foram apresentados, como tensão em regime permanente, fator de potência, variação de frequência, desequilíbrio de tensão, flutuação de tensão e distorções harmônicas. Os dados de qualidade de energia utilizados para análise foram adquiridos durante o projeto de mobilidade urbana demonstrado na cidade de Curitiba, onde um ônibus PHEV e uma estação de carregamento foram introduzidos na rota 285. Os resultados obtidos mostram uma eficiência de 94% durante o carregamento do ônibus na EVSE, mas considerando o período em standby, a eficiência reduz consideravelmente. Os resultados revelam ainda, que a inclusão de estações de carregamento diretamente na rede de distribuição não gera impactos ou distúrbios significativos ao sistema de potência desde que o local de instalação esteja dimensionado para a nova demanda de carga.

Abstract

The constant concern about environmental issues and the demand for more efficient vehicles make the automotive industry invest more and more in clean and renewable technology. In case of urban transportation, the proposed solutions are Electric Vehicles (EVs) or Plug-in Hybrid Electrical Vehicles (PHEVs), both beneficial in terms of emission reduction and energy efficiency, as they reduce fossil fuel consumption replaced by electricity, energy of “zero emission”, from the vehicle point of view. Although recent and under development, the introduction of PHEV and EV buses into the transportation system will become inevitable over the years due to legal demands and regulatory standards that restrict the levels of emissions emitted by combustion vehicles in Brazil. These standards are regulated by PROCONVE (Program for Control of Air Pollution by Automotive Vehicles). The introduction of these new buses, become necessary the deployment and installation of Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) on the city infrastructure to load the batteries during the bus stop at the end of line or at strategic points on the route, giving autonomy for the vehicle to carry out the route in electric mode until the next charging point. During the charging procedure, the stations require a large amount of power in a short period, and due the EVSEs are equipment composed of converters and non-linear devices, the charging station can generate impacts in the distribution network. Based on current procedures and standards in Brazil related to power quality, this impact was measured and analysed during the proposed research work. Besides that, the results of the main electric phenomena and disturbances obtained were presented, such as voltage, power factor, frequency variation, voltage unbalance, voltage fluctuation and harmonic distortions. The power quality data used for analysis were acquired during the urban mobility project demonstrated for Curitiba city, where a PHEV bus and a charging station were introduced at route 285. The results show an efficiency of 94% during the bus loading in the EVSE, but considering the standby period, the efficiency can be quite low. The results also present that the inclusion of charging stations in the distribution network does not generate significant impacts or disturbances to the power system once the installation is dimensioned for new load demand.

Orientador (a): Rodrigo Jardim Riella (Lactec)
Membro da Banca: Renato de Arruda Penteado Neto (Lactec)
Membro da Banca: Vóldi Costa Zambenedetti (Lactec – PUCPR)
Membro da Banca: Keiko Verônica Ono Fonseca (UTFPR)

Palavra(s)-Chave: Plug-in Hybrid Vehicle (PHEV). Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE). Qualidade de energia. Distorção Harmônica.

Keywords: Plug-in Hybrid Vehicle (PHEV). Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE). Power quality. Harmonic distortion.

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