Alocação e operação de baterias no sistema de distribuição de energia elétrica guiada por índices econômicos - Martinez, Norberto Abrante (2021)
O uso de sistemas de armazenamento de energia elétrica (SAEE) quando otimamente alocados e operados pode proporcionar benefícios técnicos (melhora no perfil de tensão, redução de perdas, aumento da capacidade de integração de geradores distribuídos) e econômicos (redução dos custos operacionais) para o sistema de distribuição de energia elétrica (SDEE). Os SAEE podem ser alocados com objetivos técnicos ou econômicos, mas esta é uma tarefa que deve ser cuidadosamente avaliada devido ao alto custo de investimento que SAEE ainda representam. Neste trabalho são apresentados e discutidos índices econômicos para guiar a otimização do uso de baterias: o valor presente líquido (VPL) e a taxa interna de retorno (TIR); também, são formulados modelos que podem representar a operação das baterias. Os índices econômicos são implementados em um modelo de programação matemática estocástica que considera os benefícios econômicos e técnicos devido à alocação e operação de baterias no SDEE com a presença de geração distribuída (GD) fotovoltaica. Devido à não linearidade no cálculo da TIR, é apresentado um método iterativo para a sua otimização. Para avaliar os ganhos técnicos e econômicos das baterias, é utilizado o sistema teste IEEE de 33 barras, e a fim de avaliar a performance do método é utilizado o sistema teste de 136 barras; como parâmetros para os dois sistemas são considerados cenários estocásticos para a demanda de energia e GD fotovoltaica. A partir dos testes realizados, foi encontrado que o sistema teste IEEE de 33 barras com baterias alocadas tem uma melhora de 1,79% na magnitude de tensão na barra com menor magnitude de tensão no período mais crítico, um aumento na capacidade de integração de GD fotovoltaica de 18,8% e redução de 0,7% de perdas anuais de energia; para o sistema de 136 barras com baterias alocadas há uma melhora de 0,52% na magnitude de tensão na barra com menor magnitude de tensão no período mais crítico e redução de 0,18% nas perdas anuais de energia. Por fim, a otimização baseada em cada índice econômico leva a resultados diferentes, sendo assim, são fornecidos dois objetivos interessantes para encontrar opções de alocação e operação de baterias no SDEE.