Title: | Control de frecuencia mediante gestión de demanda durante el proceso de carga lenta en vehículos eléctricos |
Authors: | Maldonado Pineda, Erika Lisbeth |
metadata.dc.contributor.advisor: | González Morales, Luis Gerardo |
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: | erika.maldonado1104@ucuenca.edu.ec |
Keywords: | Ingeniería Eléctrica y Telecomunicaciones Frecuencia Estación de carga Algoritmo Vehículo eléctrico |
Issue Date: | 15-Jun-2020 |
metadata.dc.ucuenca.embargoend: | 30-Nov-2022 |
metadata.dc.ucuenca.paginacion: | 84 paginas |
Publisher: | Universidad de Cuenca |
metadata.dc.description.city: | Cuenca |
Series/Report no.: | TET;89 |
metadata.dc.type: | bachelorThesis |
Abstract: | Around the world, Climate Change has driven a growing trend in the use of renewable energies.
Within the set of initiatives to reduce carbon emissions, the use of electric vehicles plays an important
role, because they can deliver zero emission of polluting gases and they promote the development
of renewable energy sources which are necessary to recharge their batteries. Ecuador, due to its
geographical characteristics and specially by its water resources, has a capacity to generate enough
electricity to cover the country’s current demand, therefore this is a convenient region to support the
introduction of EVs. Although the use of electric vehicles brings great advantages in terms of reducing
environmental impacts, it is necessary to take into account the potential problems that their mass
introduction will cause in the country’s electricity grid, where an expected result would be the high
demand for power consumption during peak hours.
Thus, next work focuses on the analysis and development of a primary frequency regulation
algorithm during the slow charging process of electric vehicles. The proposed algorithm aims to help
reduce the generation/demand difference which would allow maintaining the quality of the electricity
grid within the ranges established by the CONELEC.
The slow charging station used for this work operates with a maximum power of 4.8kW, but is
possible to reduce it according of the grid’s features and the vehicule which is charging at the same
time, such as reductions in the frequency due to overloads in the grid. At this point is where the
primary frequency control comes into play,in this research the frequency measurement algorithm known
as Fast Fourier Transform is used, which was implemented in an Arduino Due and whose response
allows modifying the load reference sent to the electric vehicle.
Experimental tests for this thesis were carried out in the Balzay Micro grid Laboratory of the
University of Cuenca, which has the necessary equipment for its development. The implementation of
the algorithm exhibit positive results, since the decrease in power consumption of the electric vehicle
took place within the established ranges, where for every 0.3 Hz reduced in the frequency of electricity
grid, power consumption of the electric vehicle was reduced 12.5 %.
In addition, the response time that the algorithm requires to reduce the power consumption was
measured, which is 10 seconds and this is within the operating range of the primary frequency control |
Description: | El cambio climático ha impulsado una tendencia creciente en cuanto al uso de energías renovables en
todo el mundo. Dentro de la iniciativa de reducción de emisiones de carbono existentes en la industria
del transporte, el uso de vehículos eléctricos juega un rol importante, constituyendo el eje central de la
movilidad eléctrica a favor del desarrollo sostenible, pues además de brindar cero emisión de gases
contaminantes al ambiente, fomenta el desarrollo de las fuentes de energía renovable para recargar sus
baterías. Ecuador por sus características geográficas, tiene una capacidad de generación de energía
eléctrica a través de fuentes hídricas suficiente para cubrir la demanda actual del país, siendo una
región conveniente para respaldar la introducción de EVs.
Aunque el uso de vehículo eléctricos trae consigo grandes ventajas en cuanto a la mitigación de
impactos medioambientales, es necesario tomar en cuenta los potenciales problemas que su introducción
en masa causará en la red eléctrica del país, tal es el caso de la elevada demanda de potencia de
consumo que esto provocaría especialmente en horas pico.
Es por ello, que el presente trabajo de titulación se centra en el análisis y desarrollo de un algoritmo
de regulación de frecuencia primario durante el proceso de carga lenta de vehículos eléctricos, debido a
que el empleo de este tipo de estaciones de carga es común por su facilidad de operación y la seguridad
que brinda a los usuarios. El algoritmo propuesto pretende ayudar a la reducción de la diferencia
generación/demanda, lo que permitiría mantener la calidad de la red eléctrica dentro de los rangos
establecidos por el CONELEC.
La estación de carga lenta con la que se trabajó opera con una potencia máxima de 4.8kW, pero
es posible reducirla dependiendo de las características de la red y del vehículo que se esté cargando
en ese momento, específicamente a reducciones en la frecuencia debidas a sobre cargas en la misma.
Aquí es donde entra en juego el control primario de frecuencia, en este estudio se utiliza el algoritmo
de medición de frecuencia conocido como FFT, el cual fue implementado en un Arduino Due y cuya
respuesta permite modificar la referencia de carga enviada al vehículo eléctrico.
Las pruebas experimentales para este trabajo de titulación se llevaron a cabo en el Laboratorio de
microrred Balzay de la Universidad de Cuenca, que cuenta con los equipos necesarios para su desarrollo.
La puesta en marcha del algoritmo implementado presentó resultados favorables, pues la disminución
de potencia de consumo del vehículo eléctrico se efectuó dentro de los rangos establecidos, es decir,
que por cada 0.3 Hz reducidos en la frecuencia de la red, se redujo un 12.5 % la potencia de consumo
del EV. Además se midió el tiempo de respuesta que el algoritmo requiere para reducir la demanda,
el cual es de 10 segundos y se encuentra dentro del rango de operación del control primario de frecuencia |
metadata.dc.description.degree: | Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones |
URI: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/34513 |
Appears in Collections: | Tesis de Pregrado
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