Análise do impacto de armazenadores de energia no desempenho de uma rede de distribuição de energia elétrica

Abstract

Frente às alterações no sistema elétrico de potência atual, onde um crescente uso de fontes de energia renováveis é observado, a intermitência dessas fontes de geração aumenta a complexidade da gestão do sistema. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia que visa compreender e atuar na inversão do fluxo de potência, além de propor um algoritmo de gestão para os armazenadores. Dessa forma, foi analisada a influência exercida pela geração distribuída e pelos armazenadores ao serem inseridos em uma rede de distribuição de energia elétrica, por meio de um estudo de caso. O estudo de caso analisado utiliza a rede de 37 nós da IEEE, onde foram inseridas fontes de geração fotovoltaicas e armazenadores. O fluxo de potência foi simulado utilizando o software OpenDSS em conjunto com o MATLAB. Após a execução do estudo de caso, a rede apresentou uma alta demanda durante o horário comercial e um pico no período vespertino. Ao inserir a geração fotovoltaica no sistema, a demanda durante o horário comercial foi anulada, passando a ser observada a inversão de fluxo local e na subestação; o pico de demanda no período vespertino, entretanto, se manteve. Com a inserção dos armazenadores no sistema, o pico de demanda no período vespertino foi mitigado, e não houve inversão de fluxo na subestação. Em relação ao algoritmo proposto, por se tratar de um algoritmo corretivo, foram observadas flutuações de potência na barra onde o armazenador foi inserido; entretanto, o algoritmo demonstrou ser funcional, obtendo resultados positivos para o sistema.

Given the changes in the current power system, where there is an increasing use of renewable energy sources, the intermittency of these generation sources increases the complexity of system management. Therefore, this study aims to develop a methodology that aims to understand and act on the inversion of power flow, in addition to proposing a management algorithm for storage devices. In this way, the influence exerted by distributed generation and storage devices when inserted into an electricity distribution network was analyzed through a case study. The case study analyzed uses the IEEE 37-node network, where photovoltaic generation sources and storage devices were inserted into the network. The power flow was simulated using the OpenDSS software in conjunction with MATLAB. After executing the case study, the network presented a high demand during business hours and a peak in the afternoon. When inserting photovoltaic generation into the system, the demand during business hours was canceled, and local and substation flow inversion was observed; the peak demand in the afternoon remained. With the insertion of the storage devices into the system, the peak demand in the afternoon was mitigated, and there was no inversion of flow in the substation. Regarding the proposed algorithm, since it is a corrective algorithm, it presented power fluctuations in the bus where the storage device was inserted, but it proved to be functional, obtaining positive results for the system. .