Seleção ótima de condutores em sistemas de distribuição com presença de comunidades energéticas locais

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Tenesaca Caldas, Marcelo Sebastián
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Comunidades energéticas locais; Energia renovável; Programação linear inteira mista; Seleção ótima do condutor; Teoria dos jogos; Valor de Shapley; Local energy communities; Optimal conductor size selection; Game theory; Shapley value
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/253436; https://lattes.cnpq.br/5734121128951342; https://orcid.org/0000-0002-2639-7769

As comunidades energéticas locais (CELs) têm ganhado destaque como uma forma de integração de geração distribuída renovável na rede elétrica. Essas comunidades são caracterizadas por agrupamentos de consumidores e produtores de energia que compartilham recursos energéticos em nível local, como painéis solares, turbinas eólicas e sistemas de armazenamento de energia. No entanto, com a integração das CELs, surgem novos desafios para o dimensionamento e operação da rede elétrica. A geração descentralizada e a troca de energia entre as CELs e a rede exigem uma abordagem mais dinâmica e flexível para garantir a estabilidade do sistema e otimizar as transações de energia. O problema de seleção ótima do condutor (SOC) surge como uma solução para melhorar o desempenho do sistema ao aumentar a capacidade deste para que possam melhorar as transações de energia. O objetivo é determinar as bitolas ideais dos condutores em diferentes trechos da rede, levando em consideração as características das CELs, as cargas, as restrições operacionais e os custos associados. Neste trabalho propõe-se um modelo de Programação Linear Inteira Mista baseada em injeções de corrente para resolver o problema de SOC. A formulação matemática leva em consideração as restrições operacionais, como limites de magnitude de tensão e corrente, bem como a presença das CELs. As incertezas da geração renovável presente nas CELs (associadas à irradiação solar) são representadas por meio de cenários. São abordados três enfoques distintos, considerando os objetivos específicos, tanto da concessionária quanto das CELs, otimizando os benefícios ao longo do horizonte de planejamento. Assim também, é proposto um novo método fundamentado na teoria de jogos cooperativos para dividir os custos de investimentos entre as CELs, o que leva a uma distribuição mais justa disso custos. Os modelos propostos foram implementados na linguagem de modelagem AMPL e resolvidos com o solver CPLEX. A fim de avaliar o método proposto neste trabalho, foi utilizado o sistema IEEE de 33 barras, considerando a presença de três CELs. Os resultados obtidos ao avaliar o reforço da rede definido pela SOC mostram uma redução na compra de energia na subestação e geram benefícios para as CELs. Assim também o método para alocação de custos de investimento definiu uma distribuição mais justa conforme os benefícios obtidos pelas CELs.