A INSERÇÃO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS - ANÁLISE DOS IMPACTOS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA

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Assim, este projeto de pesquisa propõe um estudo de caso, com simulação, para analisar o fluxo de potência, as perdas do sistema, o perfil de tensão e como o SEP suportará essa nova demanda.

3. OBJETIVOS E METAS

3.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste projeto é entregar uma simulação sobre os impactos (estabilidade de tensão do sistema, perda de cargas e sobrecarga) da inserção de veículos elétricos no SEP na cidade de Formiga, considerando duas formas de carregamento, uma controlada e uma não-controlada.

3.2 Objetivos específicos

- Levantar as diversas fontes de suprimento de energia para o veículo elétrico;

- Descrever o carregamento das baterias de alguns modelos veículos elétricos já existentes;

- Análise probabilística da demanda da frota de veículos elétricos;

- Comparar o percentual de demanda do veículo elétrico em relação a uma residência de classe média com quatro moradores e realizar uma análise de impacto de demanda sobre o sistema.

- Análise do Sistema Elétrico de Potência de Formiga, comparando o sistema atual com duas situações distintas de recarga dos veículos elétricos; sendo elas: o carregamento descontrolado e carregamento otimizado das baterias.

- Reconhecimento de melhor distribuição de carregamento dos veículos para minimizar a taxa de sobrecarga do sistema elétrico;

- Análise dos impactos do SEP, do Fluxo de Potência, das perdas do sistema e do perfil de tensão por meio do software escolhido.

4. JUSTIFICATIVA

O veículo elétrico se apresenta como mais eficiente e econômico. Somado a isso, trata- se de um veículo tecnologicamente limpo, pois não emite diretamente, gases poluentes que afetam a qualidade do ar. O aproveitamento da fonte energética que alimenta o motor elétrico chega a 90%, ou seja, é muito superior aos 30% obtidos pelo motor a gasolina (ROCHA, 2013).

Porém, alguns empecilhos são encontrados hoje para efetivamente os veículos elétricos começarem a ser produzidos em larga escala. Questões técnicas e politicas dificultam a entrada desses veículos no mercado internacional, e principalmente no nacional. Preocupações com a rede elétrica de distribuição e se esta está preparada para atender a demanda requerida, o custo da energia, impostos e falta de incentivo no país são algumas delas (CASTRO, 2010).

Porém apesar das barreiras para a massificação dos VEs encontradas, a tendência é a inserção, mesmo que aos poucos, deste tipo de veículo. O modo mais comum de abastecimento de energia para os VEs é o plug-in, eles são equipados com baterias e um cabo de ligação para tomadas, permitindo o carregamento (BARBOSA, 2012).

Diante dessa nova demanda que pretende ocupar espaço nos próximos anos, a preocupação a respeito do SEP suportar o abastecimento e poder suprir as necessidades da carga móvel é evidente. No sistema de transportes rodoviário, o veículo convencional não está ligado a uma fonte de energia exterior, como é o caso dos VEs, então para estes últimos, torna-se necessário o transporte da energia e em quantidade suficiente para abastecer a demanda que estes veículos representarão. (ARAUJO e EICHENBERGER, 2015)

Garantir o abastecimento de energia para os VEs é fundamental, visto que um dos motivos da sobreposição da propulsão à combustão em relação à elétrica no início do século XX foi a falta de infraestrutura para carregar os carros da época. Além disso, o Brasil se encontra em uma etapa de crescimento da renda per capita, comportamento associado empiricamente ao crescimento da frota de automotores. (BARAN e LEGEY, 2010)

Segundo (DE OLIVEIRA CALÇADO, 2015) um gerenciamento de demanda bem estruturado pode auxiliar na redução de demanda nos horários de pico de determinada área com o uso de veículos elétricos possibilitando uma melhoria na qualidade de energia, menos perdas e economia em gastos de geração, transmissão e distribuição de energia. Além disso, (ARAUJO e EICHENBERGE, 2015) afirma que quando veículos elétricos são carregados em horários de pico existem graves riscos de que o sistema possa entrar em colapso, porém ao se utilizar os princípios de smart grid esse fato não impactará a subestação alimentadora do sistema.

(SILVA,2015) verificou que a realização de um controle sobre os carregamentos pode trazer resultados significativos, permitindo grande acréscimo na quantidade de veículos elétricos que seria suportada pelo sistema de distribuição aumentando assim o fator de carga da concessionaria, de forma a otimizar o uso dos ativos já instalados.

5. MATERIAIS E MÉTODOS

A primeira etapa do projeto consiste em realizar um levantamento bibliográfico sobre cenário atual e futuro do sistema elétrico de potência Formiguense, bem como sua frota de veículos e a tendência de crescimento de veículos elétricos na cidade por meio de uma análise probabilística. Caso não seja possível a realização do levantamento dos dados sistema elétrico de potência de Formiga, será feita uma estimativa de demanda. Esta será feita por meio de suposições de carga por residência e quantidade de construções no centro da cidade. A partir dos dados obtidos será possível obter a situação hipotética a ser analisada.

Posteriormente, é necessário um conhecimento prévio da utilização do software SINAPgrid para que se inicie a fase de testes computacionais. Caso o custo desse seja inviável, a segunda opção de software é o ANAREDE, cuja licença está disponível no Campus.

Será realizada uma comparação da porcentagem de demanda consumida pelo carregamento de um veículo elétrico em relação à uma residência de classe média constituída por quatro moradores com o intuído de analisar o impacto provocado ao sistema elétrico de potência.

Com os dados e a frota de veículos elétricos já estabelecidos, será realizada uma análise do sistema elétrico por meio de elaboração de um fluxo de potência de maneira a prever o comportamento do mesmo e se este suportará a demanda ou necessitará de ampliação. Esta análise será realizada de duas formas, sendo uma analisando o SEP com a inserção de veículos com o carregamento descontrolado, que consiste em realizar a recarga em qualquer momento e outra utilizando um carregamento ótimo, realizando a inserção