Operação de microrredes inteligentes

Abstract

Durante as últimas décadas, as mudanças ocorridas na estrutura operacional e organizacional dos sistemas elétricos de potência, acarretou em novos desafios e barreiras a serem vencidos. A diminuição de reservatórios de combustíveis fósseis e a crescente preocupação com a preservação do meio ambiente nos leva a busca por fontes renováveis de geração de energia. Dessa maneira, as microrredes introduzem novos paradigmas ao sistema elétrico de potência. Com o crescimento exponencial do consumo de eletricidade, o desenvolvimento das microrredes foi impulsionado pela necessidade de suprir os consumidores de forma mais estável e confiável. Dessa maneira, as microrredes introduzem novos paradigmas de operação e controle dos sistemas de distribuição. Esses sistemas podem operar conectados à rede principal ou operar de maneira isolada (ilhamento). Com o aumento da penetração de microrredes em sistemas de baixa tensão, percebe-se a necessidade da criação de conceitos e metodologias de controle para operar diversas microrredes. Este conceito, conhecido como multi-microrredes, consiste em uma estrutura de alto nível formada por vários microssistemas. A capacidade de operação em modo isolado das microrredes pode ser estendida as multi-microrredes, possibilitando dois modos de operação. Dentro desse contexto, este trabalho consiste no estudo, formulação do problema e resolução da operação resiliente de microrredes de forma colaborativa em situações de perda de rede principal. A metodologia proposta baseia-se no gerenciamento dos recursos enérgicos das microrredes através do algoritmo de otimização por enxame de partículas - Particle Swarm Optimization, que tem como função objetivo, minimizar o corte de cargas prioritárias. O modelo de gerenciamento de microrredes durante a operação resiliente proposto é implementado em dois casos: sistema de gerenciamento de microrredes e o sistema de gerenciamento de multi-microrredes. As microrredes usadas como teste neste trabalho utilizam dados de geração obtidos da microrrede isolada da Ilha Grande e da microrrede de Ilha dos Lençóis, ambas no Maranhão. As curvas de demandas foram baseadas nas curvas típicas de carga curva do Sistema Interligado Nacional (SIN). Para as simulações, as gerações renováveis têm prioridade porque não são fontes despacháveis. A metodologia proposta para operação resiliente de microrredes de forma colaborativa mostrou-se mais eficiente na minimização do corte de cargas prioritárias, evidenciando o aumento da resiliência do sistema. Os resultados obtidos demonstram a capacidade de minimização do fornecimento de energia para as cargas críticas das microrredes.