Programação diária da operação e formação de preços em múltiplos cenários considerando sistemas de armazenamento de energia por bateria

Abstract

A Programação Diária da Operação (PDO) adquire novos desafios conforme fontes de energia renovável são inseridas no sistema elétrico. Além da operação, a variação da potência disponível por essas fontes também provoca alguns problemas devido às restrições operacionais do sistema, como o corte da geração (também conhecido como Power Curtailment ou Constrained-off) e a variabilidade na formação de preço horário, representado aqui pelo Preço Marginal Locacional (LMP - Locational Marginal Pricing). Por conta disso, aplicações para o deslocamento de energia disponível, através do uso de Sistema de Armazenamento de Energia por Bateria (BESS - Battery Energy Storage Systems) podem oferecer maior eficiência ao sistema, minimizando os efeitos negativos causados pela variabilidade de potência. Neste sentido, este trabalho visa contribuir com uma proposta de análise metodológica do comportamento do custo da operação energética, do LMP e do corte da geração baseado na penetração em larga escala de fontes de energia renovável com a presença de BESS. A metodologia empregada integra a solução do problema da PDO com uma análise de risco a partir de diferentes cenários de geração eólica e solar fotovoltaica. Além disso, estas duas fontes são modeladas para serem despachadas de forma não obrigatória, para ser possível observar o corte da geração, e também é considerado o impacto da Geração Distribuída (GD) na curva de carga prevista para o sistema. O problema da PDO é formulado através do Fluxo de Potência Ótimo Linearizado e é solucionado pelo Método Preditor-Corretor de Pontos Interiores. Essa solução faz parte do algoritmo iterativo utilizado para acoplar a PDO com a formação do LMP, onde são consideradas as perdas elétricas do sistema e um modelo de demanda nodal fictícia. Por fim, a análise é feita no sistema IEEE RTS 24 barras adaptado com os dados de geração, demanda e GD do subsistema Nordeste. Os resultados das simulações são apresentados e discutidos, demonstrando a eficácia da metodologia e do uso do BESS para mitigar o custo total da operação energética diária e o corte da geração.