Modelo matemático para o dimensionamento ótimo de uma microrrede para suprir a demanda de serviços auxiliares de subestações em períodos de falhas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Oliveira, Lucas Ginez Leão [UNESP]
• Orientador(a): Baquero, John Fredy Franco [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Energia Fotovoltaica; Modelagem Matemática; Microrrede; Sistemas de Armazenamento
• Palavras-chave em Inglês: Mathematical modeling; Microgrid; Storage systems; Photovoltaic energy
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217403

Resumo - As subestações são fundamentais para a operação dos sistemas elétricos de potência, para controle da tensão e do fluxo de potência. É necessário que se mantenha constante a alimentação de seus sistemas auxiliares que por sua vez permitem uma correta operação das subestações. Os sistemas de backup dos sistemas auxiliares das subestações são construídos comumente a partir de grupos geradores a diesel, terciário de transformador e redes de distribuição. Neste trabalho, apresenta-se um sistema de backup alternativo construído a partir de microrredes híbridas compostas por sistemas de geração fotovoltaica e armazenamento por baterias. Devido ao alto custo dos componentes da microrrede, é necessário que seja efetuado um correto dimensionamento da geração (número de painéis fotovoltaicos) e do sistema de armazenamento (número de baterias); além disso, critérios econômicos e de robustez devem ser considerados para diminuir ao máximo a indisponibilidade dos serviços auxiliares. Nesse contexto, este trabalho propõe um modelo de programação linear inteira mista para o dimensionamento ótimo de uma microrrede visando o menor custo de investimento; uma multa é aplicada à indisponibilidade do sistema, calculada avaliando um conjunto de cenários de falha e perfis diferentes de geração fotovoltaica. Testes realizados em um caso de estudo, utilizando diferentes valores de investimento para obter componentes de uma microrrede, permitiram definir o dimensionamento ótimo do número de painéis fotovoltaicos e de baterias. Verificou-se também que, conforme se aumenta o valor disponível para aquisição dos componentes da microrrede, menores são os impactos econômicos por multas. Assim, o aumento do investimento permite a aquisição de mais baterias; portanto, o sistema de backup (ou a microrrede híbrida) tornam-se menos sensíveis à intermitência inerente à geração solar fotovoltaica.