Com aumento de consumidores/produtores da sua própria energia, verifica-se que há um aumento significativo de unidades de µG em redes tipicamente resistivas. Com este aumento de unidades FV, se não forem controladas podem provocar impactos na rede do qual se destaca o aumento dos perfis de tensão.

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Assim a presente dissertação consistiu em identificar potenciais benefícios que resultem da integração progressiva de dispositivos de armazenamento de energia (baterias) em cenários de forte penetração de unidades de µG. Foi dada particular importância ao benefício para a rede de distribuição BT e para clientes domésticos desta integração progressiva de dispositivos de armazenamento de energia ao nível dos perfis de tensão devido aos problemas que ocorrem após introdução massiva de unidades de µG.

 

Um primeiro cenário consistiu na integração progressiva de baterias na rede de distribuição com unidades de µG com potência ativa instalada com metade da potência contratada. Antes de se colocar as baterias verificaram-se os perfis de tensão em toda a rede e constatou-se que nas horas de maior produção de energia e baixo consumo não há problemas de integração deste nível de potência, pois a rede de distribuição pode absorver este aumento de energia na rede com subida dos perfis de tensão, mas estes situam-se abaixo de 1.1 p.u. Às 20h verifica-se que em alguns nós, principalmente os mais afastados da rede os perfis de tensão situavam-se abaixo do limite de operação da rede BT. Assim a estratégia para a carga das baterias foi logo que a diferença entre a geração e o consumo é superior a zero é iniciado o carregamento das baterias, indo descarregar essa energia armazenada ao final do dia, quando o consumo é alto e a geração praticamente nula. Permite contribuir para ajustar esses perfis de tensão que se encontram fora dos limites mínimos de operação do sistema. Na descarga, se a potência instalada é de 5.18 kW, a descarga inicia-se a partir das 17h mas só quando (Pg – Pc) < 0, para as outras potências instaladas a descarga inicia-se a partir das 18h.

Assim verificou-se que com a integração progressiva das baterias na rede BT, este problema dos perfis de tensão abaixo do limite mínimo de operação ficavam resolvidos. A inserção de baterias potenciou o autoconsumo e permitiu contribuir para a gestão técnica da rede ao final do dia, quando a mesma apresentava problemas significativos. Verificou-se também que as perdas ativas diminuíam à medida que as baterias eram integradas na rede. Estas perdas são perdas globais que têm em conta as perdas nos condutores fase e neutro e perdas devido ao rendimento das baterias de cada consumidor

 

Um segundo cenário criado teve como base o aumento da potência ativa instalada nas unidades de µG para terem igual potência à contratada. Este foi um aumento massivo de potência nas unidades de µG. Assim, como no cenário 1, antes de se colocarem baterias verificou-se os perfis de tensão em toda a rede de distribuição. Constatou-se que o aumento massivo de unidades de µG trazia consequências gravosas para a rede, pois a partir das 9h já havia muitas fases com os perfis de tensão acima dos limites técnicos de operação do sistema (1.1 p.u.). Estas fases situavam-se quase todas no fim da rede ou com a fase muito carregada de µG ao longo dos ramos. Este aumento massivo de unidades de µG aliado às redes fortemente resistivas (R tem predominância face a X) faz com que os perfis de tensão subam em demasia à medida que nos afastávamos mais do PT. Verificou-se o mesmo problema dos perfis de tensão nas horas de maior consumo (18h às 20h), com os perfis de tensão a ficarem abaixo de 0.9 p.u. em algumas fases mais afastadas do PT.

Para combater este problema foi necessário proceder à integração progressiva de baterias nos clientes domésticos e verificar se os perfis de tensão eram corrigidos. Assim a estratégia adotada foi sempre que os perfis de tensão numa determinada fase de um determinado nó chegasse a 1.09 p.u, as baterias armazenam uma parte do excedente de produção que é gerado e não é consumido.

 

O valor escolhido de 1.09 foi para dar uma margem de segurança à rede de distribuição. Esta verificação dos perfis de tensão tem origem num nível hierárquico superior, ao nível das Smart Grids, podendo esta verificação dos perfis de tensão situar-se no PT ou na subestação. Se o perfil de tensão não chegar a 1.09 p.u., então o carregamento das baterias efetua-se a partir das 11h por ser a hora que começa a haver um aumento significativo de exposição solar permitindo assim o armazenamento de uma percentagem da energia excedente gerada e não consumida. Assim se não for atingido 1.09 p.u. é ativado o controlo local e iniciado o carregamento as 11h. Verificou-se que as baterias colocadas nos clientes domésticos não permitem a regulação dos perfis de tensão nas horas de maior exposição solar, devido à baixa capacidade das mesmas. Em alguns nós mais afastados do PT às 12h algumas baterias já se encontravam completamente carregadas não permitindo acumular mais energia. Ao final do dia (18 até 21h) a descarga das baterias permite efetuar a regulação dos perfis de tensão pois vão cobrir uma determinada percentagem do consumo, fazendo os perfis de tensão situarem-se acima de 0.9 p.u. Neste cenário específico, mostrou-se que as baterias potenciam o autoconsumo com armazenamento, fazendo baixar a fatura energética dos clientes domésticos, mas não permite a regulação dos perfis de tensão nas horas de maior exposição solar. Assim para se efetuar a regulação dos perfis de tensão são necessárias baterias com bastante maior capacidade energética para permitir absorver uma parte significativa do excesso de produção que não é consumida.

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Comparando o primeiro cenário com o segundo cenário, verifica-se que este último é muito mais gravoso em termos de operação da rede de distribuição BT, pois o perfil de tensão encontra-se bastante acima do limite de operação do sistema. Assim no segundo cenário para haver regulação dos perfis de tensão são necessárias baterias com bastante mais capacidade de armazenamento de energia para efetuar a gestão técnica da rede. Em ambos os cenários as baterias permitiram regular os perfis de tensão ao final do dia, e iniciam o seu ciclo totalmente descarregadas.

Após este estudo verifica-se que no cenário 2 para as baterias escolhidas não é possível efetuar a regulação dos perfis de tensão nas horas de maior exposição solar. Se se pretender regular os perfis de tensão são necessárias baterias com maior capacidade de armazenamento.

 

Pelo exposto pode-se concluir que foram atingidos totalmente os objetivos a que o presente trabalho se propôs.