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Tipo: Dissertação
Título: Método para alocação e operação de baterias em sistemas de distribuição
Autor(es): Loureiro, Eduardo Mendes
Primeiro Orientador: Araujo, Débora Rosana Ribeiro Penido
Co-orientador: Araujo, Leandro Ramos de
Membro da banca: Castro, André Milhorance de
Membro da banca: Silva Junior, Ivo Chaves da
Resumo: A modernização dos sistemas de distribuição de energia elétrica, impulsionada pela inserção crescente de Recursos Energéticos Distribuídos (REDs), como geração distribuída e dispositivos de armazenamento, exige novas estratégias de planejamento e operação. Nesse contexto, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um método para alocação e operação de baterias em sistemas de distribuição, visando otimizar aspectos técnicos e econômicos, especificamente a redução das perdas elétricas e do custo de aquisição de energia. A metodologia proposta compreende a implementação, em Matlab, de uma ferramenta flexível capaz de variar parâmetros de simulação e empregar diferentes técnicas de otimização para resolução do problema. Internamente ao método, são executados fluxos de potência acoplados no tempo, no formato de séries temporais quase-estáticas (QSTS), por meio de interface com o OpenDSS. O modelo considera restrições técnicas e operativas, como limites de estado de carga das baterias e prevenção de fluxos reversos na subestação ou aumento da demanda máxima, além de possibilitar a análise sob diferentes curvas de carga, tarifas e cenários com geração fotovoltaica. Para validação, foram realizados testes em sistemas IEEE de 13, 34 e 123 barras, sob múltiplas condições, comparando métodos de otimização e configurações de capacidade de armazenamento. Os resultados indicam que o uso de baterias é promissor para a minimização dos custos de aquisição de energia, especialmente em cenários com tarifas horárias e perfis de carga favoráveis, enquanto seu potencial isolado para redução de perdas na rede elétrica é limitado. A abordagem desenvolvida demonstra versatilidade para aplicação em estudos técnicos e econômicos, contribuindo para a integração eficiente de sistemas de armazenamento em redes de distribuição.
Abstract: The modernization of electric power distribution systems, driven by the increasing deployment of Distributed Energy Resources (DERs), such as distributed generation and storage devices, requires new planning and operation strategies. In that context, this dissertation presents the development of a method for allocating and operating batteries in distribution systems, with the aim of optimizing technical and economic aspects, particularly the reduction of electrical losses and energy purchase costs. The proposed methodology comprises the implementation, in Matlab, of a flexible tool capable of varying simulation parameters and employing different optimization techniques to solve the problem. Within the method, time-coupled power flows are executed in quasi-static time series (QSTS) format, via an interface with OpenDSS. The model takes into account technical and operational restrictions, such as battery state of charge limits and prevention of substation reverse power flows or increases in maximum demand, and also allows for analysis under different load curves, tariffs and scenarios with photovoltaic generation. For validation purposes, tests were carried out on IEEE 13, 34 and 123-bus systems, under multiple conditions, comparing optimization methods and storage capacity settings. The results indicate that the use of batteries is promising for minimizing energy acquisition costs, especially in scenarios with hourly tariffs and favorable load profiles, while their isolated potential for reducing grid losses is limited. The developed approach demonstrates versatility for application in technical and economic studies, contributing to the efficient integration of storage systems into distribution networks.
Palavras-chave: Sistemas de armazenamento de energia
Alocação e operação de baterias
Otimização
Sistemas de distribuição de energia elétrica
Energy storage systems
Battery allocation and operation
Optimization
Electric power distribution systems
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19813
Data do documento: 11-Set-2025
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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