Publicação: Análise de Sistemas de Distribuição com REDs Utilizando Python e DSS: Comparação entre Armazenamento Centralizado e Distribuído
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
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Este trabalho analisa o impacto da alocação de sistemas de armazenamento de energia em baterias em redes de distribuição com geração distribuída, comparando as estratégias centralizada e distribuída quanto à mitigação de violações de tensão. O estudo modela, em ambiente computacional, um circuito de distribuição em baixa tensão com geração fotovoltaica distribuída, cargas monofásicas e perfis temporais representativos de consumo e geração. Para isso, integra simulações quase-estáticas em séries temporais desenvolvidas em Python ao software OpenDSS e formula um problema de otimização com variáveis discretas e contínuas, resolvido por um algoritmo genético. A função objetivo busca minimizar indicadores de transgressão de tensão em regime permanente, além de considerar restrições técnicas associadas ao porte e à alocação dos sistemas de armazenamento. Os resultados mostram que a inserção da geração distribuída sem armazenamento agrava o desempenho elétrico da rede, elevando a ocorrência de sobretensões e ampliando os índices de violação. A estratégia centralizada reduz de forma expressiva esses problemas, eliminando transgressões críticas e diminuindo significativamente as transgressões precárias, mas mantém violações residuais. Já a estratégia distribuída apresenta desempenho superior, eliminando integralmente as violações nos arranjos avaliados e promovendo suporte de tensão mais homogêneo ao longo do alimentador. Observa-se, contudo, que o aumento sucessivo do número de baterias não produz ganhos proporcionais, indicando retornos marginais decrescentes. Conclui-se que o armazenamento distribuído se mostra mais eficaz para garantir conformidade dos níveis de tensão, enquanto a solução centralizada oferece melhoria relevante com menor porte instalado.
Abstract
This work analyzes the impact of battery energy storage allocation in distribution networks with distributed generation, comparing centralized and distributed strategies in terms of voltage violation mitigation. The study models a low-voltage distribution feeder with distributed photovoltaic generation, single-phase loads, and representative time-varying demand and generation profiles. To do so, it integrates quasi-static time-series simulations developed in Python with OpenDSS and formulates an optimization problem with discrete and continuous decision variables, solved through a genetic algorithm. The objective function seeks to minimize steady-state voltage violation indicators while considering technical constraints related to the size and placement of the storage systems. The results show that the insertion of distributed generation without storage worsens the electrical performance of the network, increasing the occurrence of overvoltages and expanding the violation indexes. The centralized strategy significantly reduces these problems, eliminating critical violations and substantially decreasing precarious violations, although residual violations remain. In contrast, the distributed strategy presents superior performance, fully eliminating the violations in the evaluated arrangements and providing more homogeneous voltage support along the feeder. However, the results also indicate that progressively increasing the number of batteries does not lead to proportional gains, which suggests diminishing marginal returns. It is concluded that distributed storage is more effective in ensuring voltage compliance, whereas the centralized solution provides relevant improvement with lower installed capacity.
Palavras-chave
sistemas de distribuição, geração distribuída, armazenamento de energia em baterias, qualidade de tensão, otimização, distribution systems, distributed generation, battery energy storage, voltage quality, optimization
Citação
GARCIA, Gabriel Gomes. Análise de Sistemas de Distribuição com REDs Utilizando Python e DSS: Comparação entre Armazenamento Centralizado e Distribuído. 2026. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
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