Análise da Interoperabilidade de Sistemas de Comunicações Móveis na Operação e Controle Resiliente de Microrredes.

Abstract

O grau de inteligência atribuído a um sistema elétrico é diretamente proporcional à quantidade de informações coletadas através de seus sensores em tempo real, atuando através de uma integração da rede elétrica com as redes de comunicações de forma robusta, confiável e flexível. A modernização do sistema passa por várias etapas, desde a integração de sistemas de energia distribuídos, sistemas de armazenamento, à operação desconectada. Neste contexto, as microrredes, com as suas próprias unidades de geração de energia e cargas controladas, podendo trabalhar ilhadas ou conectadas à rede de energia principal, são consideradas essenciais para o desenvolvimento da próxima geração do sistema elétrico. A operação em modo ilhado, durante algum evento de falha ou desastre natural, permite que o sistema opere em cenários adversos, tais como falta de energia na rede principal, fornecimento de energia independente do sistema principal nos horários de pico devido a preços elevados de energia e, principalmente, para o fornecimento de energia em áreas remotas. No entanto, a operação de microrredes em modo ilhado requer uma maior atenção devido ao risco de interrupção, pois a capacidade de geração de energia é limitada. Consequentemente, as microrredes devem ser dotadas de sistemas capazes de gerir e controlar todas as fontes de recursos energéticos, a fim de manter o fornecimento de energia o maior tempo possível para os usuários conectados a microrredes. Essa gestão de energia é uma tarefa complicada e ambiciosa e exige a integração com um sistema de comunicação altamente robusto e confiável. Comunicações sem fio são flexíveis, escalonáveis e cobrem todos os requisitos necessários para suprir as necessidades das futuras aplicações inteligentes. A rede elétrica inteligente pode ser considerada como uma grande rede de sensores conectados, gerando um elevado número de informações, com várias máquinas trocando informações, com uma grande variedade de dispositivos conectados para controle e monitoramento do sistema. Todavia, a investigação e análise desta grande rede de sensores na operação resiliente do sistema de energia se faz necessária. Novas metodologias de controle e gestão de energia devem ser investigadas, bem como a influência e restrição de tecnologias de comunicação para prover conectividade ao sistema. Tendo em vista esta complexa integração, faz-se necessária uma análise precisa dos requisitos e parâmetros essenciais para o funcionamento de redes de comunicações aplicadas a sistemas operando em modo ilhado. Neste trabalho, são propostas metodologias para a gestão e controle de energia da microrrede com uma infraestrutura de comunicação robusta para maximizar e otimizar a operação em modo ilhado. Para amenizar a influência do consumo de cargas de comunicação durante o ilhamento, regras de controle são criadas para otimizar a resiliência, bem como fornecer energia pelo maior tempo possível. A análise do impacto do grande número de dispositivos conectados e as restrições impostas pelas diferentes tecnologias são analisadas, assim como regras de gestão de troca de mensagens entre dispositivos com o objetivo de prover a maior robustez ao sistema. O intuito deste trabalho é contribuir com o estudo da operação otimizada de microrredes.