Gerenciamento de célula de combustível em microrrede operando no modo ilhado

Abstract

O cenário atual do sistema energético é impulsionado pela inserção dos Recursos Energéticos Distribuídos (RED), que incluem a Geração Distribuída (GD) e os Sistemas de Armazenamento de Energia (SAE). A partir deste contexto, uma alternativa potencial para integração dos RED com o sistema elétrico são as microrredes. A microrrede (MR) é capaz de fornecer uma melhor confiabilidade para a operação do sistema devido a sua característica plug-and-play, ou seja, capacidade de operar nos modos conectado e desconectado da rede principal. Para a MR ser capaz de fornecer suporte à integração dos RED é fundamental a presença de um sistema de gerenciamento de energia (EMS, do inglês Energy Management System), responsável por gerenciar os recursos energéticos que compõem a MR. Com o gerenciamento de energia, é possível garantir o despacho de cada recurso energético considerando suas restrições, além de atender alguma solicitação associada a um requisito operacional ou econômico. Visando avaliar o desempenho do EMS no cenário de MR, este trabalho propõe avaliar estratégias de gerenciamento de energia em uma MR desconectada da rede principal, formada por gerador a diesel, célula de combustível (FC, do inglês Fuel Cell), sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) e sistema geração fotovoltaica (FV). Dessa forma, o trabalho considera duas estratégias de gerenciamento de energia: máquina de estado e lógica fuzzy, implementadas através da ferramenta computacional Matlab/Simulink. O objetivo das estratégias será realizar o despacho de cada recurso energético da MR na ocorrência de alguma perturbação associada às variações de geração ou de carga. Além disso, as estratégias visam o funcionamento da FC na região de melhor eficiência com o suporte do BESS. Por fim, com base nos resultados verifica-se que operar a FC na região de melhor eficiência reduz o consumo de oxigênio e hidrogênio e melhora o perfil de tensão do barramento CC.