Análise dos artigos General Meeting da 1º aula

Allocation and Operation of A Hydropneumatic Energy Storage with Building Microgrid [1]

       
Neste artigo é apresentado um sistema de armazenamento de energia hidropneumático chamado GLIDES (Ground-Level Integrated Diverse Energy Storage) para implementação em uma microgrid. São apresentadas algumas tecnologias de armazenamento assim como suas vantagens e desvantagens. Um sistema hidropneumático é o que apresenta a mais longa vida útil dentre os comparados porém é dependente de condições topográficas e geralmente possui menos eficiência. É neste sentido que o GLIDES é introduzido pois ele foi construído para ser instalado em locais que não há a necessidade de terrenos com diferença de altura e também apresenta um melhor rendimento dentre os sistemas hidropneumáticos. 

       
O funcionamento deste dispositivo é apresentado a seguir: 

1- Para o processo de carga, a eletricidade proveniente da rede irá energizar uma bomba que irá enviar líquido para um tanque pressurizado.

2- Para o processo de descarga, o calor que seria desperdiçado pela rede irá aquecer o gás pressurizado que irá se expandir fazendo com que o líquido saia e gire uma turbina hidráulica, acionando o gerador para despachar a energia armazenada.

Online Power Profile Based Universal Battery Degradation Methodology Suitable for Various Battery Types [2]

O objetivo principal deste artigo é prover um modelo de degradação universal que pode ser usado para avaliar o ciclo e o tamanho da bateria de acordo com um perfil de energia já conhecido.

São apresentado diversos métodos de modelagem do ciclo de bateria como o cálculo do State of Health (SOH) baseado em ganhos previamente conhecidos do ciclo de vida e outros parâmetros. São apresentados também métodos mais precisos como o Filtro de Kalman, e modelos baseados em Redes Neurais e Lógica Fuzzy.

     
O modelo proposto utiliza o DOD (Depth of Discharge) como fator principal e não utiliza modelos elétricos adicionais, calculando o SoC (State of Charge) diretamente pelos valores do perfil energético de entrada. Ao final o modelo é validado e proposto a se estender a outros tipos de bateria.

Modeling and Simulation of a Utility-Scale Battery Energy Storage System [3]

Neste artigo é apresentada a modelagem e a simulação de um BESS (Battery Energy Storage System). Ao contrário de abordagens tradicionais, foi proposto um circuito robusto no qual os parâmetros capturam o comportamento dinâmico da todas as células do sistema de bateria assim como a variação do SoC. São citados alguns benefícios dos serviços auxiliares de um BESS como por exemplo aumento da qualidade do sistema, regulação de frequência e suporte de energia reativa. A resposta da unidade de bateria foi obtida através ciclos de carga e decarga do máximo até a mínimo SoC em uma escala de tempo acelerada.

     
A precisão do modelo desenvolvido foi verificada por meio de simulação e cálculo experimentais. Tanto o sistema simulado quanto  o sistema experimental de bateria foram operados de forma autônoma e as saídas da energia de bateria e voltagem terminais foram possíveis de serem comparados. O resultados mostraram uma precisão de 99% o que demonstra que os objetivos foram alcançados.

          

Optimum Design of Battery-Assisted Photo-Voltaic Energy System for a Commercial Application [4]

O artigo foca no desenvolvimento de um sistema completo de  PV (Photo Voltaic) validado em um sistema real com o objetivo principal de reduzir o custo total do sistema. Foi feito um estudo de otimização, levando em conta o tamanho dos painéis, capacidade e ciclos de carga e descarga das baterias assim como um estudo financeiro envolvendo o custo da inflação e taxas para investidores. O programa foi formulado como um  MINLP (mixed integer non-linear programming) com um horizonte de tempo na faixa de anos, em comparação com quase todos os sistemas de PV atuais que consideram apenas dias ou meses. O MINLP foi transformado em um MILP (mixed integer linear programming) e resolvido por um algoritmo B&B (branch-and-bound).

           
Aplicando estes algoritmos em um sistema real de PV localizado em São Francisco é revelado que o sistema alcança o Break Even em 62 meses com um valor de 38% na redução das contas em geral.

Referências

[1] C. Yang, O. Olufemi A.; H. Mengqi, K. Saiid, O. Adewale, C. Patrick, M. Ayyoub, S. Brennan T.; L. Xiaobing, "Allocation and Operation of A Hydropneumatic Energy Storage with Building Microgrid" in IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2019.

[2]  S. Arun, H. Sheikh Jakir, A. Sherif, K. Sukumar, "Online Power Profile Based Universal Battery Degradation Methodology Suitable for Various Battery Types" in IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2019.

[3] A. Oluwaseun, R. Vandana, J. Nicholas, I. Dan M.; "Modeling and Simulation of a Utility-Scale Battery Energy Storage System" in IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2019.

[4] L. Yaze, W. Jingxian, "Optimum Design of Battery-Assisted Photo-Voltaic Energy System for a Commercial Application" in IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2019.