Utilização de um banco de baterias para regulação de frequência de uma microrrede aplicando técnica de controle LQR

Abstract

O Brasil, mesmo sendo referência em participação de energia renovável na matriz elétrica, ainda possui motivação para diversificação dessa matriz, principalmente por três motivos: dependência da fonte hídrica, abundância de recursos e desenvolvimento tecnológico. Com a redução de custos dos sistemas de geração e armazenamento, há uma tendência de maior participação de outras fontes renováveis na matriz elétrica brasileira, além da hídrica. Tendo em vista este crescimento, os dois maiores ascendentes são as energias eólica e solar. No entanto, relacionado às características construtivas, essas duas tecnologias não possuem capacidade de naturalmente entregar inércia ao sistema. Desta forma, a grande penetração destas fontes traz consigo um novo desafio à operação do sistema elétrico. Sendo assim, é necessário o desenvolvimento de novas alternativas para suprir as perturbações ocasionais, principalmente voltadas para variações de frequência. Para isso, este trabalho propõe a aplicação da técnica de controle ótimo de Controlador Linear Quadrático (LQR, Linear Quadratic Regulator) a um sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS, Battery Energy Storage System) para regulação primária de frequência da rede. Além disso, é utilizado uma zona morta (dead band) para que o sistema atue somente em maiores perturbações. Como forma de comparação, é simulado o controle Droop para a mesma modelagem, sendo que as simulações foram realizadas utilizando o software Matlab Simulink®.