Publicação: Estudo e implementação computacional de sistema de armazenamento de energia com conexão direta ao sistema elétrico
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
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Resumo
Neste momento, o sistema elétrico de energia, em todo o mundo, está passando por uma
importante mudança de paradigma, a qual encontra-se embasada em três pilares:
descarbonização, digitalização e descentralização. A descarbonização está diretamente ligada à
substituição de fontes de energia advindas de combustíveis fósseis, responsáveis pela emissão
de gases que potencializam o efeito estufa, por fontes renováveis, sobretudo, de natureza eólica
e solar. Enquanto, a digitalização ocorre em virtude da inserção de um forte arcabouço de
monitoramento na rede, o qual está aliado a um grande incremento de sistema de comunicação
e controle, fazendo com que a operação e o monitoramento possam ocorrer em tempo real. Já
a descentralização encontra-se alinhada com o surgimento da geração distribuída, das
microgrids e, também, do armazenamento de energia.
Neste contexto, percebe-se, a partir de então, um contínuo aumento da importância dos
sistemas de armazenamento de energia elétrica, principalmente daqueles advindos de baterias.
Sendo que sua inserção na rede está vinculada com benefícios diversos para os três níveis do
sistema: geração, transmissão e distribuição. Tais sistema armazenadores proporcionam o
aumento da autonomia, da independência e da confiabilidade da rede. Desse modo,
considerando sua expansão, bem como antevendo os impactos de sua futura conexão à rede,
prima-se por estudos investigativos acerca das principais tecnologias existentes e aplicadas à
tal fim, incluindo aspectos correlatos à hardware, materiais e controle.
Nesse contexto, o trabalho em questão tem como objetivo explorar e aprofundar em
aspectos gerais relacionados às diferentes estratégias de armazenamento de energia, focando
em especial em sistemas armazenadores constituídos por baterias com conexão direta à rede.
Assim, uma modelagem completa do sistema de armazenamento, com destaque aos processos
de carga e descarga, é realizada, sendo os resultados devidamente apresentados e discutidos.
Ademais, esta modelagem também tem como propósito possibilitar uma extensa gama de
estudos, bem como análises futuras em diversas áreas da engenharia elétrica, tais como:
sistemas elétricos de potência, eficiência energética, redes inteligentes e qualidade de energia.
Abstract
At this moment, the electrical power system, worldwide, is undergoing an important
paradigm shift, which is based on three pillars: decarbonization, digitalization and
decentralization. Decarbonization is directly connected to the replacement of energy sources
from fossil fuels, responsible for the emission of gases that potentiate the greenhouse effect, by
renewable sources, mainly of wind and solar nature. Meanwhile, digitization occurs due to the
insertion of a strong monitoring framework in the grid, which is coupled with a large increase
in the communication and control systems, making operation and monitoring possible in realtime.
Decentralization, on the other hand, is in line with the emergence of distributed
generation, microgrids and, also, energy storage.
In this context, from then on, there has been a continuous increase in the importance of
electrical energy storage systems, especially those composed of batteries. Its insertion in the
grid is linked to different benefits to the three levels of the system: generation, transmission and
distribution. Such storage systems provide increased grid autonomy, independence and
reliability. In this way, considering its expansion, as well as anticipating the impacts of its future
connection to the power system, investigative studies about the main existing technologies
applied to this finality are necessary, including aspects related to hardware, materials and
control.
In this context, the work in question aims to explore and deepen general aspects related
to different energy storage strategies, focusing in particular on storage systems consisting of
batteries with direct connection to the grid. Thus, a complete modeling of the storage system,
with emphasis on the charging and discharging processes, is carried out, and the results are
properly presented and discussed. In addition, this modeling also aims to enable an extensive
range of studies, as well as future analyzes in several areas of electrical engineering, such as
electrical power systems, energy efficiency, smart grids and power quality.
Palavras-chave
Baterias, Carga e descarga, Fluxo bidirecional, Sistemas armazenadores de energia, Matlab/Simulink, Batteries, Bidirectional power flow, Charging and discharging, Energy storage systems
Citação
DIAS, Camila de Oliveira. Estudo e implementação computacional de sistema de armazenamento de energia com conexão direta ao sistema elétrico. 2020. 166 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.190