p O sistema de energia elétrica está se tornando cada vez mais diversificado e distribuído. Esta tendência deve ter um impacto sobre como os operadores do sistema irão controlar e otimizar a rede futura, blogs Gabriela Hug. p Otimizar a rede elétrica sempre foi uma tarefa difícil, pois seu estado está em constante mudança. Agora, os sistemas de energia elétrica em todo o mundo estão fazendo a transição de infraestruturas altamente centralizadas com usinas de geração em massa para soluções de geração e armazenamento cada vez mais distribuídas.

p O motivador é a ambição de tornar o fornecimento de energia elétrica mais sustentável, integrando energia verde à rede. Mas a crescente penetração da geração eólica e solar também aumenta o desafio de equilibrar sua produção variável. Então, quando se trata de dominar a operação da futura rede elétrica, precisamos de inteligência local ou tomada de decisão centralizada? A resposta é ambos - e também outras habilidades.

p Usinas hidrelétricas e dispositivos de armazenamento de todos os tamanhos são recursos de equilíbrio perfeito, mas os consumidores também desempenharão um papel importante:as novas tecnologias permitem que os consumidores usem a energia de maneira mais eficiente e inteligente e, assim, participem do processo de balanceamento de carga. Consequentemente, haverá recursos flexíveis espalhados por toda a rede, do sistema de alta tensão ao sistema de baixa tensão. Naturalmente, queremos usar os recursos de todos esses recursos da forma mais eficiente possível, mas haverá literalmente milhões deles. Portanto, um dos principais desafios será encontrar uma maneira de coordená-los localmente, mas também entre esses níveis do sistema.

p O conceito de inteligência local e tomada de decisão terá um papel importante, dado o maior nível de dados disponíveis, o número de atuadores e recursos para computação. A partir de dados e de simulações offline da grade, podemos aprender o que são decisões ótimas e criar curvas de tomada de decisão que são usadas na operação online sem a necessidade de um coordenador.

p A partir de agora, Contudo, a maioria dos esquemas locais pode ser descrita como "tamanho único". Um exemplo disso é como o controle de tensão é aplicado a sistemas fotovoltaicos (PV) na Alemanha para manter a tensão dentro de limites aceitáveis:seguindo curvas padronizadas e predefinidas. Os padrões são valiosos, mas se o sistema se tornar tão diverso quanto previmos, devemos considerar a padronização de como determinamos as configurações operacionais, mas não as curvas de decisão reais. Esta é a única maneira de garantir que fazemos o uso ideal de todos os recursos dos componentes da grade.

p Otimização distribuída - em que a comunicação permite a coordenação e troca de informações entre "inteligentes, "recursos distribuídos - leva a inteligência local um passo adiante. Neste caso, as melhores ações dos componentes individuais são geralmente encontradas usando uma abordagem iterativa, ou seja, entidades computacionais localizadas nesses recursos falam umas com as outras e com base nas informações recebidas, elas atualizam suas próprias decisões até que encontrem um acordo. O conceito de otimização distribuída é relativamente antigo, mas recentemente ganhou nova força e importância na pesquisa em sistemas de energia elétrica à medida que a infraestrutura está se tornando mais distribuída.

p Apesar da crescente importância da inteligência local, Acredito que a tomada de decisão centralizada sempre terá um papel na operação da rede elétrica. O sistema é operado principalmente com base neste princípio agora, e esquemas de operação centralizada certamente terão sua justificativa no futuro. O sistema de energia elétrica é muito complexo e importante para não ter algum nível de monitoramento e controle centralizado. A questão será, sim, quais decisões podem ser tomadas localmente e com base em quais dados, quem deve interagir com quem, e como essa tomada de decisão local deve interagir com uma entidade centralizada.

p Ao projetar a estrutura operacional do futuro sistema de energia elétrica, devemos levar em consideração mais do que apenas tecnologia. A eletricidade está sendo comprada e vendida nos mercados de eletricidade, e a estrutura econômica e as regras desses mercados têm um grande impacto na operação do sistema. Além disso, as políticas fornecem a estrutura dentro da qual os mercados e os procedimentos operacionais precisam ser desenhados.

p Portanto, devemos ter uma visão holística que englobe essas diferentes camadas e considere toda a cadeia de abastecimento. Isso só será possível se modelarmos e simularmos cuidadosamente essas interdependências - no projeto Nexus1 estamos trabalhando com pesquisadores de outros departamentos para desenvolver uma plataforma de modelagem capaz disso - e usarmos essas simulações abrangentes para testar e validar novas abordagens operacionais e produtos de mercado . A chave é ver o quebra-cabeça inteiro em vez de apenas suas peças. E é nisso que estamos trabalhando.