Desenvolvimento de ferramentas para análise de regime permanente de microrredes ilhadas - Gatta, Paula Oliveira La (2024)
Este trabalho tem por objetivo propor ferramentas para análise de regime permanente de microrredes baseadas em Fluxo de Potência (FP) e Fluxo de Potência Ótimo (FPO). Em uma primeira parte, este trabalho propõe uma adaptação na formulação do FPO com Regulação Primária para características particulares de microrredes. Esta adaptação se concentra numa proposição alternativa da característica do perfil de tensão de barras de geração durante o processo de solução. Os geradores presentes em microrredes, por se tratarem de equipamentos de fontes alternativas de energia, que normalmente são conectados via dispositivos de eletrônica de potência, podem emular o controle de tensão normalmente presente em geradores síncronos por meio de ganhos, ou droops de tensão/potência reativa, que podem influenciar significativamente no desvio de tensão terminal destes geradores. Portanto, esse trabalho propõe a inserção de uma equação que representa a característica de regime permanente do controle de tensão/potência reativa normalmente utilizados nos dispositivos baseados em eletrônica de potência no problema de FPO. Além disso, esse trabalho propõe também uma adaptação na representação da verificação de limites de geração de potência reativa, via restrições de complementaridade, a fim de acomodar o novo comportamento do perfil de tensão dos barramentos de geração. Será visto que tal metodologia pode ser encarada como uma generalização da representação de geradores no problema de FPO. Em uma segunda etapa, este trabalho tem por objetivo propor uma modelagem baseada em chaves sigmoides para a representação de esquemas de controle hierárquico, bem como esquemas de controle cujo equacionamento é definido por partes. As chaves sigmoides, construídas em função das variáveis de controle, montam equações que representam a característica de regime permanente destes dispositivos, de forma que elimine a necessidade de qualquer alteração das equações de controle, independente da faixa de operação deste, externamente à matriz Jacobiana. Esta representação, portanto, é feita completamente full Newton, ficando à cargo das chaves sigmoides desativar e ativar as equações para transitar, de forma automática, entre as faixas de operação do controle. Para os testes e validação das metodologias propostas, será utilizada uma microrrede, caracterizada por um sistema de distribuição radial de 61 barras, o sistema teste de 39 barras New-England do IEEE, um sistema de 11 barras e o sistema Nordic. As metodologias foram implementadas utilizando o Matlab® . Os resultados demonstram a eficácia e a robustez dos métodos propostos, uma vez que é possível observar a versatilidade e a aplicabilidade dos métodos às novas premissas de planejamento e operação de microrredes, quando interconectadas à rede principal ou não.