Estudo de minirredes inteligentes híbridas para aplicações em sistemas de geração e distribuição de energia elétrica

• Processo: 21/14518-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Brasil
• Data de Início da vigência: 06 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 05 de junho de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Roberto Zilles
• Beneficiário: Roberto Zilles
• Pesquisador visitante: Joao Tavares Pinho
• Instituição do Pesquisador Visitante: Universidade Federal do Pará (UFPA). Instituto de Tecnologia (ITEC), Brasil
• Instituição Sede: Instituto de Energia e Ambiente (IEE). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Energia fotovoltaica Energia renovável
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Energia solar fotovoltaica | Fontes Renováveis de Energia | minirredes hibrídas | sistemas de armazenamento | Energia solar, sistemas híbridos e armazenamento

Resumo

As minirredes de distribuição vêm ganhando importância em virtude da busca por sistemas de distribuição cada vez mais ativos e inteligentes. Ainda não existe um consenso na literatura no que diz respeito à metodologia ótima para o gerenciamento de minirredes conectadas ou isoladas, dada a diversidade de cenários operacionais e a precariedade de padronizações.O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de pesquisas na área de redes inteligentes de eletricidade, com foco em minirredes de distribuição de baixa tensão para aplicações em sistemas interligados e isolados. O estudo das minirredes inteligentes visa à obtenção de conhecimento teórico e prático das variáveis que afetam o desempenho destes tipos de sistemas, operando tanto em condição isolada quanto interligada à rede elétrica convencional.A adoção de minirredes aliadas a sistemas híbridos de geração de energia elétrica constitui uma forte alternativa para o atendimento de comunidades isoladas e também uma opção viável para a inserção de geração distribuída na rede convencional no Brasil. O dimensionamento ótimo da minirrede, levando em consideração diversos agentes que influenciam seu desempenho (sistema híbrido de geração, sistema de armazenamento, estratégia de operação, e gerenciamento pelo lado da demanda), reduz o custo de operação do sistema, sem prejudicar sua confiabilidade.A utilização de minirredes interligadas com o sistema convencional de geração pode ajudar a reduzir significativamente as perdas envolvidas com a transmissão e distribuição de energia e pode amortecer a curva de demanda em horários de pico, postergando a necessidade de expansão do sistema convencional e aumentando a confiabilidade no fornecimento.No âmbito dos sistemas isolados, as minirredes híbridas c.a.-c.c. são fundamentais para o atendimento de eletrificação rural, assunto de suma importância econômica e ambiental, onde as fontes energéticas renováveis de disponibilidade local, incluindo sua predição e eventual complementariedade, bem como os sistemas de armazenamento em diversas formas e tipos, desempenham um importante papel no fornecimento de energia confiável e de qualidade. Ainda neste aspecto, há necessidade de uma regulamentação adequada.Dentro deste escopo está a ampliação e a consolidação da infraestrutura do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos (LSF) do Instituto de Energia e Ambiente (IEE) da Universidade de São Paulo (USP) para a pesquisa e capacitação de recursos humanos em minirredes inteligentes de distribuição de eletricidade energizadas por sistemas híbridos de geração, utilizando as fontes solar fotovoltaica, eólica e armazenamento em banco de baterias. Este trabalho vem sendo realizado há alguns anos pelo LSF/IEE/USP, e pretende-se intensificá-lo, melhorando as condições de pesquisa e capacitação no LSF.O estudo contempla a avaliação das estratégias de operação mais adequadas para utilização em sistemas híbridos e a busca de figuras de mérito para caracterizar a viabilidade de projeto e instalação de minirredes para fins de teste, sua monitoração contínua, ensaios para simulação de situações de interesse e dos componentes do sistema, diferentes estratégias de despacho e cenários de demanda. (AU)