Desenvolvimento de uma plataforma Python/PSCAD para gerenciamento ativo de recursos energéticos distribuidos em redes elétricas - Barros, Thiago Ribeiro de (2023)
A operação de redes de energia elétrica tornou-se um desafio devido ao incentivo à Geração Distribuída (GD) e à alta inserção de fontes alternativas variáveis, que podem gerar impactos técnicos e econômicos, cuja avaliação deve estar associada a técnicas de controle que mitiguem possíveis problemas. Com isso, uma solução conhecida como Gestão Ativa de Redes, do inglês Active Network Management (ANM), permite que um algoritimo de tomada de decisões ajuste parâmetros de equipamentos conectados ao sistema elétrico, a partir da detecção de violação de restrições técnicas e/ou econômicas. Nesse cenário, Sistemas de Armazenamento de Energia (SAEs) podem ser cruciais no controle da potência injetada por fontes renováveis, porém, devido ao seu alto custo, o gerenciamento de SAEs via ANM deve considerar, além de critérios técnicos de suporte à rede, critérios econômicos para tornar tais investimentos atrativos. Com isso, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de uma plataforma de simulação que integre o software PSCAD com a linguagem Python, buscando criar uma ferramenta que retrate características realistas e dinâmicas do funcionamento de um sistema elétrico com o PSCAD, além de possibilitar a aplicação de algoritimo de controle por meio do ambiente em Pyhton. A partir da plataforma Python/PSCAD, será modelada no software PSCAD uma rede elétrica com sistemas fotovoltaicos (PVs), veículos elétricos (VEs) e bancos de baterias, além de controles locais, coordenados e de otimização. Os controles locais e coordenados foram implementados em blocos programávis do PSCAD e atuam nos problemas de sub e sobretensão da rede. Já na Interface do python, implementou-se o controle otimizado, um algoritimo de otimização baseado em um Modelo de Controle Preditivo (MCP), que determina a curva ótima de operação dos bancos de baterias a cada hora de simulação, com o objetivo de reduzir o custo de operação do sistema. Os controles locais são aplicados nos conversores dos sistemas PVs. Os controles coordenado e otimizado, por sua vez, atuam em conjunto no conversor bidirecional dos bancos de baterias, sendo o controle coordenado prioritário por atuar nos perfis de tensão da rede elétrica em momentos de violação e o controle otimizado em momentos em que a tensão do sistema está dentro dos limites estabelecidos. Os resultados obtidos mostram que os controles locais e coordenados conseguem atuar e corrigir problemas de sub e sobretensão, enquanto que o controle otimizado é capaz de reduzir o custo de operação da rede quando habilitado. Assim, a plataforma proposta realiza o monitoramento técnico-econômico do sistema de distribuição, tornando-se uma ferramenta promissora para a criação de algoritimos de gerenciamento ativo de redes elétricas em simulações dinâmicas.