Gerenciamento dinâmico de demanda em estações de recarga: implementação de controle funcional preditivo para Peak shaving

Abstract

A expansão da mobilidade elétrica tem aumentado a demanda por estações de recarga capazes de atender veículos elétricos sem provocar impactos excessivos na rede elétrica. Em eletropostos com carregadores de maior potência, a conexão repentina de veículos pode gerar picos de demanda, sobrecarga local e aumento dos custos associados à potência contratada. Nesse contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento e a validação de uma estratégia de Controle Funcional Preditivo aplicada ao gerenciamento dinâmico de demanda em um eletroposto inteligente. A estratégia utiliza a potência consumida pelos carregadores como variável de distúrbio e calcula a potência de compensação a ser fornecida por um sistema de armazenamento de energia, com o objetivo de reduzir a potência vista pela rede. Inicialmente, foi realizada a identificação experimental da planta a partir de ensaios de resposta ao degrau, obtendo-se um modelo discreto de primeira ordem para representar a dinâmica do conjunto inversor-bateria. Além disso, foram realizados ensaios experimentais considerando variações na geração fotovoltaica do eletroposto, permitindo avaliar a capacidade da estratégia proposta em compensar reduções rápidas da potência solar por meio da atuação do sistema de armazenamento. Em seguida, foram realizadas simulações no MATLAB/Simulink para comparar a estratégia preditiva com um controlador PID convencional. Posteriormente, a lógica de controle foi implementada no TIA Portal em linguagem SCL, com execução em interrupção cíclica no CLP Siemens S7-1500. Os resultados obtidos indicam que a estratégia preditiva apresenta resposta mais rápida na rejeição de distúrbios de carga, devido ao uso da ação antecipatória baseada na medição dos carregadores. Assim, a proposta mostra-se adequada para aplicações de peak shaving em eletropostos inteligentes, contribuindo para a suavização da demanda solicitada à rede elétrica.