Análise da implementação de usinas virtuais e seus impactos sobre os sistemas elétricos. - Viana, Matheus Sabino (2024)
O aumento da penetração dos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) nos Sistemas de Distribuição (SD) tem motivado a realização de estudos sobre as usinas virtuais (Virtual Power Plants, VPPs). Não obstante, poucos trabalhos têm avaliado conjuntamente o dimensionamento e a atratividade econômica das usinas virtuais sob o ponto de vista do investimento em REDs e seus potenciais benefícios e impactos para os sistemas elétricos de potência, ainda assim, com abrangência restrita ao SD. Este trabalho propõe uma metodologia para dimensionar usinas virtuais e simular seu despacho econômico ótimo e atratividade econômica, com foco no ponto de vista do investimento em REDs, porém, avaliando potenciais benefícios e impactos das usinas virtuais sobre o SD e/ou o Sistema de Transmissão (ST), considerando a interface entre o operador do sistema de distribuição (Distribution System Operator, DSO) e o operador do sistema de transmissão (Transmission System Operator, TSO). A metodologia utiliza a otimização para o mínimo Custo Presente Líquido (CPL) do projeto para efeito de dimensionamento dos REDs e despacho econômico ótimo de SAEB que compõem usinas virtuais, além de fluxo de potência e avaliação probabilística de confiabilidade para avaliação de benefícios e impactos sobre o sistema elétrico. A metodologia proposta é aplicada a um estudo de caso com REDs compostos por Sistemas Fotovoltaicos (SFVs) e Sistemas de Armazenamento de Energia com Baterias (SAEB) instalados em Unidades Consumidoras de Média Tensão (UCMT) que, agregadas, configuram Technical Virtual Power Plants (TVPPs) participando de Resposta da Demanda (RD) por incentivo, com um modelo de rede do Sistema Interligado Nacional (SIN) brasileiro adaptado do Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) 2030 da Empresa de Pesquisa Energética (EPE) e o uso de dados da Base de Dados Geográfica (BDGD) da distribuidora. Os resultados indicaram atratividade econômica do arranjo de REDs nas condições consideradas e quantificaram melhorias em índices de confiabilidade do ST com a possibilidade de despacho das TVPPs após contingências de transmissão. Um estudo de caso preliminar, que utilizou modelos de rede adaptados do IEEE 8500-node test feeder (IEEE 8500-node) para o SD e do IEEE 118-bus para o ST, avaliando impactos técnicos de TVPPs tanto sobre o SD quanto sobre o ST, também é apresentado.