Planejamento da Configuração da Capacidade de Armazenamento de Energia Considerando Cenários Duais de Redução de Picos e Regulação de Frequência de Emergência

Novos métodos de armazenamento de energia baseados em eletroquímica podem não apenas participar da redução de picos da rede elétrica, mas também fornecer inércia e suporte de energia de emergência. É necessário analisar o problema de planejamento do armazenamento de energia a partir de múltiplos cenários de aplicação, como redução de picos e regulação de frequência de emergência. Este artigo propõe um método de planejamento da configuração da capacidade de armazenamento de energia que considera tanto os cenários de redução de picos quanto os de regulação de frequência de emergência. Um modelo de resposta de frequência baseado em regulação de frequência de emergência combinado com corte de carga de baixa frequência é estabelecido, levando em conta as restrições de segurança de frequência do sistema e o princípio de reutilização de tempo ocioso, para estabelecer um modelo de programação bi-nível. No modelo de nível superior, o objetivo da otimização é minimizar o custo operacional anual do sistema durante o período de planejamento, combinado com as restrições de operação da rede elétrica para planejar a capacidade de armazenamento de energia. O modelo de nível inferior incorpora restrições de segurança de frequência com o objetivo de otimizar a minimização do custo das perdas por falha. Para resolver o problema de otimização bi-nível, a condição de Karush–Kuhn–Tucher (KKT) e o método Big-M foram utilizados para transformar o modelo bi-nível em um modelo linear de camada única. Finalmente, um sistema IEEE RTS-24 melhorado foi utilizado para verificação numérica. Os resultados mostram que o método proposto neste artigo pode planejar razoavelmente a capacidade de armazenamento de energia, melhorar a segurança de frequência durante a operação do sistema e reduzir o custo operacional da rede elétrica.