Modelagem simplificada para alocação de acumuladores em redes de distribuição de energia elétrica : um estudo de caso utilizando a BDGD

Abstract

No contexto global atual, muito se discute sobre os Recursos Energéticos Distribuídos e seu papel na transição energética, trazendo à tona a tendência de utilização de fontes renováveis, como a eólica e a solar, e, usualmente, tratando acumuladores de energia como um futuro distante. Sabe-se, porém, que fontes renováveis, em especial a solar e a eólica, possuem um caráter intermitente. Para contornar essa característica e aumentar sua flexibilidade, o uso de acumuladores de energia é a escolha ideal, devido à sua grande capacidade e diversidade de aplicações. Buscando viabilizar o uso de acumuladores, um importante passo é o seu posicionamento nas redes, que usualmente já são conhecidas e mapeadas, possuindo pouca flexibilidade espacial e uma grande “inércia” em relação aos seus usuários (consumidores). Para isso, podem ser utilizados modelos tradicionais de otimização, que, no entanto, apresentam alto custo computacional e complexidade. O trabalho proposto busca uma modelagem simplificada, partindo de conhecimentos prévios disponíveis na literatura para a alocação de acumuladores, utilizando simulações em softwares e estudos de caso para avaliação. Foi analisada uma rede real de distribuição de energia elétrica na região Sul do Brasil, obtida através da plataforma da BDGD. A partir de simulações utilizando os softwares OpenDSS e MATLAB, modificou-se a rede com a inserção de geração fotovoltaica, o que permitiu perturbar o sistema e observar a inversão do fluxo de potência. Esse efeito pode ser corrigido com a inserção e o posicionamento de um armazenador. Foram analisados parâmetros de qualidade de energia, como a variação de tensão, os níveis de perda e a inversão do fluxo de potência.

In the current global context, much is discussed about Distributed Energy Resources and their role in the energy transition, bringing into focus the trend towards using renewable energy sources, such as wind and solar, usually treating storage devices as a distant future. It is known, however, that renewable energy sources, especially solar and wind, have an intermittent nature. To overcome this characteristic and increase its flexibility, the use of energy accumulators is the ideal choice, having great capacity and diversity of applications. Seeking to enable the use of accumulators, an important step is the positioning in the networks, which are usually already known and mapped, having little spatial flexibility and a great “inertia” in relation to their users (consumers); for this, traditional optimization models that have high computational cost and complexity can be used. The proposed work seeks a simplified modeling based on prior knowledge available in the literature for the allocation of accumulators, using software simulations and case study(s) for evaluation. A real distribution network in the southern region of Brazil was analyzed, obtained through the BDGD platform, based on simulations using OpenDSS and MATLAB software. By modifying the network with the insertion of photovoltaic generation, it was possible to disturb the system and observe the inversion of the power flow, which could be corrected by inserting and positioning