Aplicações da resposta da demanda em redes elétricas inteligentes: uma abordagem para implementação, prototipagem e otimização.

• Main Author: Moreira, Hermom Leal
• Publication Date: 2021
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20122021-153543/
• topic: Demand response; Demanda; Mathematical programming; Optimization; Otimização; Power distribution networks; Programação matemática; Redes de distribuição de energia elétrica; Redes elétricas inteligentes; Smart grids

Com o avanço da automação em sistemas de distribuição surgiram as Redes Elétricas Inteligentes (REIs) que são compostas por tecnologias de Medição Inteligente (MI), Geração Distribuída (GD) e Resposta da Demanda (RD), aplicadas principalmente como solução para a operação dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP). Além disso, por meio da modernização dos modelos conceituais e estruturais do setor de energia e da integração de recursos energéticos distribuídos (REDs) incluindo os sistemas de armazenamento de energia (SAEs) é possível explorar novas aplicações, funcionalidades e oportunidades. A pesquisa realizada oferece primeiramente, uma análise conjuntural dos riscos e oportunidades existentes no Brasil e no mundo visando uma proposta de solução baseada num modelo mais robusto, eficiente e abrangente que engloba os avanços e inovações tecnológicas. No cenário das REIs da atualidade são exploradas as principais ferramentas para interoperabilidade e tomada de decisão de forma multivariada envolvendo produtores, concessionárias, comercializadores, operadores, reguladores e clientes do mercado de energia em geral com objetivo de prover um ambiente de produção de bens e serviços de energia muito mais confiável, moderno, competitivo, econômico e eficiente. Esta tese explora a aplicação e solução de problemas típicos da indústria de energia elétrica assim como a intermitência e a integração de fontes renováveis e de armazenamento aos Sistemas de Energia Elétrica (SEEs) convencionais. Esta análise visa postergar ou otimizar os investimentos, incentivar a auto-produção nos setores residencial e comercial, incentivar a cogeração no setor industrial e no ambiente de serviços de energia através de novas condições de operação e negócios do setor energético. A sistemática proposta consiste um modelo de implementação, prototipagem e otimização da gestão da demanda de energia em redes compostas de unidades consumidoras e auto-produtoras com geração distribuída (p. ex. solar, eólica, térmica,) residenciais, comerciais (p. ex. co-geração) e industriais (p. ex. biomassa, gás) inseridas em sistemas de baixa e média tensão (MT). O processo de otimização é baseado em modelagem matemática que consiste na coleta, análise, processamento de dados e tomadas de decisão a partir da obtenção dos perfis de geração e consumo de energia das unidades; aquisição de sinais e perfis de corrente, tensão e potência nos elementos ativos da rede; medição do preço da energia de acordo com a dinâmica de tarifação do sistema. A modelagem matemática evidencia a função objetivo proposta bem como restrições do problema de modo a otimizar as parcelas relativas à geração, consumo e autoprodução das unidades consumidoras, planejamento, operação e desempenho da rede e tarifação dinâmica da energia que deverão ser executadas em tempo real nos pontos de injeção e consumo.