Dynamic Distribution System Reconfiguration to Improve System Reliability Considering Renewables and Energy Storage

O desenvolvimento económico e o crescente uso de novas tecnologias por parte dos consumidores fazem com que o fornecimento de energia, bem como a sua qualidade, se tornem uma séria preocupação. Uma forma de abordar essa preocupação é implementando sistemas de distribuição automatizados com tecnologias inteligentes para melhorar a fiabilidade e a eficiência da operação de sistema. Os sistema eléctricos actuais estão em evolução devido às novas funcionalidades que o sistema eléctrico deverá ter, nomeadamente a integração de fontes de energia renováveis em grande escala, a integração de veículos eléctricos, a implementação de tecnologias de redes inteligentes, entre outras. Neste cenário, os Sistemas de Distribuição Inteligentes (SDI) devem operar e restaurar o serviço interrompido aos consumidores. Para que o sistema ganhe esta capacidade, é necessário substituir os interruptores manuais por interruptores controlados de forma remota, melhorando a capacidade de restauração do sistema tendo em vista a implementação de redes inteligentes. Este trabalho tem como objectivo desenvolver um novo modelo, determinando o conjunto mínimo de interruptores a substituir para automatizar o sistema, juntamente com uma análise de sensibilidade sobre a posição dos novos interruptores, que podem ser colocados no mesmo local dos substituídos ou num novo local. A optimização do sistema é feita considerando a integração de fontes de energia renováveis na rede e sistemas de armazenamento de energia, simultaneamente com os requisitos económicos e funcionais do sistema. A ferramenta computacional é testada usando o sistema de teste IEEE 119 Bus, onde são considerados vários tipos de carga (residencial, comercial e industrial).The economic development and the use of more and more technologies by the consumers make the constant energy supply and quality become a critical concern. One way to address this concern is through the implementation of automated distribution systems with intelligent technologies to improve the systems reliability and efficiency in operation. The present electrical systems are evolving due to the new functionalities that the electrical system are expected to have, namely the integration of renewable energy sources in large-scale, the integration of electric vehicles, enable smart grid technologies, among others. In this scenario, Distributed Smart Systems (DSS) should operate and restore discontinued service to consumers. In order to the system gain theses ability is necessary replace the manual switches for remotely controlled switches, improving the system restoration capability having in view the Smart Grids implementation. This paper aims to develop a new model, determining the minimal set of switches to replace in order to automate the system, along with a senility analysis on the position of the new switches, whether it should be placed in the same place as the manual switch or in a new location. The optimization of the system is made considering the renewable energy sources integration in the grid, energy storage systems simultaneously with the economic and functional requirements of the system, in order to improve the system reliability. The computational tool is tested using the IEEE 119 Bus test system to validate the new tool, where different types of load are considered (residential, commercial and industrial)