Análise do impacto da adição de postos de carregamento para carros elétricos em sistema de distribuição de energia elétrica

dc.contributor.advisorMoura, Renan Souza
dc.contributor.authorGonçalves, Fábio Junior Pereira
dc.contributor.coadvisorMarcus Vinicius de
dc.contributor.refereePaiva, Marcos Vinicius de
dc.contributor.refereeRodrigues, Stéfany Evelyn Dias
dc.date.accessioned2026-07-14T18:13:10Z
dc.date.created2026-06-11
dc.descriptionEste trabalho apresenta a análise do desempenho de um sistema elétrico de distribuição modelo IEEE 4 Barras Balanced DY diante da inserção da carga do tipo veículo elétrico. A metodologia de trabalho foi baseada em simulações computacionais. Inicialmente, o sistema foi avaliado em sua condição original, identificando baixo fator de potência e tensões críticas no barramento N4. Para corrigir essas limitações, foi inserido um banco de capacitores trifásico de 100 kvar, o que resultou em melhoria significativa do perfil de tensão e correção do fator de potência global para valores próximos da unidade, estabelecendo assim o caso base do estudo. Na sequência, foi simulada a inserção de uma carga ZIP representando o comportamento típico de um veículo elétrico. Os resultados mostraram queda crítica de tensão em uma das fases do barramento N4 (0,822 pu), sobretensão em outras fases (até 1,185 pu), aumento da demanda reativa, elevação dos valores de correntes e agravamento dos índices de desbalanceamento (%I2/I1 = 12,8% e %I0/I1 = 5,1%). Assim, a inserção da carga ZIP representando o veículo elétrico impôs novas condições operativas ao sistema. Para mitigar esses efeitos, foi adotada como solução a utilização da geração distribuída (GD), por meio da inserção de uma fonte de potência constante equivalente a uma unidade fotovoltaica. Os resultados da simulação mostraram que essa estratégia foi eficaz em determinados aspectos. O perfil de tensão mínima no barramento N4 foi elevado para 0,921 pu, reduzindo o risco de subtensão observado anteriormente (0,822 pu). Além disso, o fator de potência global e local foi corrigido para valores próximos ao limite regulatório de 0,92, com destaque para o transformador T1 e a linha LINE2, ambos operando em torno de 0,9234. Conclui-se que a integração de veículos elétricos em sistemas de distribuição exige planejamento cuidadoso e estratégias adicionais de mitigação, como reforço da rede, controle de tensão e gerenciamento inteligente de carga. O estudo demonstra a importância de simulações para antecipar os impactos dessas novas demandas e subsidiar decisões técnicas que assegurem a operação segura e eficiente do sistema elétrico.
dc.description.abstractThis paper presents an analysis of the performance of an IEEE 4-bus balanced D-Y electrical distribution system following the addition of an electric vehicle load. The methodology was based on computer simulations. Initially, the system was evaluated in its original condition, revealing a low power factor and critical voltages on bus N4. To address these limitations, a 100 kvar three-phase capacitor bank was installed, resulting in a significant improvement in the voltage profile and correction of the overall power factor to values close to unity, thereby establishing the base case for the study. Next, the insertion of a ZIP load representing the typical behavior of an electric vehicle was simulated. The results showed a critical voltage drop in one of the phases of bus N4 (0.822 pu), overvoltage in other phases (up to 1.185 pu), increased reactive demand, elevated current values, and worsening imbalance indices (%I2/I1 = 12.8% and %I0/I1 = 5.1%). Thus, the insertion of the ZIP load representing the electric vehicle imposed new operating conditions on the system. To mitigate these effects, distributed generation (DG) was adopted as a solution by incorporating a constant power source equivalent to a photovoltaic unit. The simulation results showed that this strategy was effective in certain respects. The minimum voltage profile on bus N4 was raised to 0.921 pu, reducing the risk of undervoltage previously observed (0.822 pu). In addition, the overall and local power factor was corrected to values close to the regulatory limit of 0.92, notably for transformer T1 and line LINE2, both operating around 0.9234. It is concluded that the integration of electric vehicles into distribution systems requires careful planning and additional mitigation strategies, such as grid reinforcement, voltage control, and smart load management. The study demonstrates the importance of simulations to anticipate the impacts of these new demands and inform technical decisions that ensure the safe and efficient operation of the electrical system.
dc.identifier.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6981517353494441
dc.identifier.advisorOrcid0000-0003-2581-1152
dc.identifier.authorOrcid0009-0007-4464-9388
dc.identifier.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7694486677398640
dc.identifier.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4658834481034525
dc.identifier.refereeOrcid0009-0003-6847-9409
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.14387/3268
dc.language.isopor
dc.publisher.campiFormiga
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.institutionInstituto Federal de Minas Gerais
dc.publisher.programBacharelado em Engenharia Elétrica
dc.rightsAcesso aberto
dc.subject.cnpqEngenharias
dc.subject.keywordsSistema de Distribuição
dc.subject.keywordsFator de Potência
dc.subject.keywordsVeículo Elétrico
dc.subject.keywordsCarga ZIP
dc.titleAnálise do impacto da adição de postos de carregamento para carros elétricos em sistema de distribuição de energia elétrica
dc.title.alternativeAnalysis of the impact of adding electric vehicle charging stations to an electric power distribution system
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso

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