Automação de Sistemas de Distribuição de Energia aplicando Conceitos de Redes Inteligentes

Resumo

A geração distribuída (GD) - constituída de fontes alternativas de energia, como eólica e fotovoltaica - em conjunto com as microrredes inteligentes, tem sido uma tendência para buscar descentralizar a geração de energia elétrica, aumentar a confiabilidade e reduzir perdas e custos nas redes de distribuição. Essa abordagem é considerada nos modernos Sistemas Elétricos de Potência, denominados de Redes Inteligentes. Nesse contexto, esse trabalho visa explorar o emprego da automação nas redes de distribuição de energia elétrica, considerando o uso de dispositivos inteligentes para o controle de demanda e inserção de fontes alternativas na rede, explorando ao máximo os recursos naturais disponíveis e buscando o menor custo de operação. Para isso, foi desenvolvido um modelo de microrrede inteligente de energia elétrica, com GD, constituído por um conjunto de geração eólica na classe residencial, uma turbina eólica e um conjunto de painéis fotovoltaico; e alto grau de automação, caracterizado por 12 chaves telecomandadas. Diante de uma base teórica bem fundamentada, a microrrede foi modelada com curvas de demanda e de GD reais. O modelo de microrrede desenvolvido pode operar em paralelo com a rede convencional, através de dois pontos de conexão. Os objetivos iniciais estabelecidos para a otimização foram: a melhoria do balanceamento de cargas nos pontos de conexão da microrrede com a rede convencional, e a melhoria do aproveitamento da GD na microrrede, reduzindo a demanda da rede convencional. Foram realizadas simulações empregando um método de busca heurística, através dos programas ATP (Alternative Transient Program), ASD (Análise de Sistemas de Distribuição) e MathLab. A curva diária de demanda típica foi dividida em cinco períodos, para análise. Nos horários de maior demanda de cada período analisado, verificou-se que a relação de demanda (equilíbrio de carga) entre os pontos de conexão foi melhorada com a reconfiguração, sendo que no melhor resultado, a relação mudou de 2,55 para 0,91; o valor ideal é 1,00. Também pode ser destacado que a energia requerida da rede convencional diminui até 64% em um dia típico (ensolarado e com ventos moderados) com a inserção de geração distribuída. Através dos testes, conclui-se que a melhor configuração da microrrede muda ao longo do dia, ou seja, a microrrede opera com melhor balanceamento de cargas e melhor aproveitamento da GD em configurações diferentes a cada período do dia, o que demonstra a importância da automatização da reconfiguração. O trabalho está em desenvolvimento, e os resultados preliminares são promissores. A próxima etapa é o desenvolvimento de uma metodologia para automatizar a conexão da GD considerando a inserção de fontes alternativas de maior porte em pontos estratégicos, e o uso de dispositivos inteligentes para o controle de demanda integrado a um sistema de armazenamento de energia, como um banco de baterias, que vise aumentar a autonomia da microrrede.