Rumo à Integração de Recursos Energéticos Distribuídos e Dispositivos de Armazenamento na Rede Elétrica Inteligente

A Internet das Coisas (IoT) fornece uma infraestrutura genérica para diferentes aplicações integrarem técnicas de comunicação de informação com componentes físicos para alcançar a coleta, transmissão, troca e computação automáticas de dados. A rede elétrica inteligente, como uma das aplicações típicas suportadas pela IoT, é considerada uma reengenharia e modernização da rede elétrica tradicional, com o objetivo de fornecer transmissão e distribuição de energia confiáveis, seguras e eficientes aos consumidores. Como integrar efetivamente recursos energéticos distribuídos (renováveis) e dispositivos de armazenamento para satisfazer os requisitos de serviço energético dos usuários, enquanto minimiza o custo de geração e transmissão de energia, permanece um desafio extremamente urgente na rede elétrica inteligente. Para abordar esse desafio e avaliar a eficácia da integração de recursos energéticos distribuídos e dispositivos de armazenamento, neste artigo, desenvolvemos uma estrutura teórica para modelar e analisar três tipos de sistemas de rede elétrica: a rede elétrica com apenas geradores de energia em grande escala, a rede elétrica com recursos energéticos distribuídos e a rede elétrica com recursos energéticos distribuídos e dispositivos de armazenamento. Com base nas métricas do custo cumulativo de energia e da confiabilidade do serviço para os usuários, modelamos e analisamos formalmente o impacto da integração de recursos energéticos distribuídos e dispositivos de armazenamento na rede elétrica. Também utilizamos o conceito de cálculo de redes, que tem sido tradicionalmente usado para realizar engenharia de tráfego em redes de computadores, para derivar os limites tanto da oferta de energia quanto da demanda dos usuários para alcançar uma alta confiabilidade do serviço. Através de uma avaliação de desempenho extensa, nossos dados mostram que integrar recursos energéticos distribuídos juntamente com dispositivos de armazenamento de energia pode reduzir custos de geração, suavizar a curva de geração de energia em grande escala ao longo do tempo, reduzir perdas de geração de energia em grande escala e de distribuição de energia, e fornecer uma confiabilidade de serviço sustentável aos usuários na rede elétrica.