Modeling of battery energy storage systems with application on frequency stability studies of photovoltaic-based power systems

[EN] This work describes battery energy storage systems modeling on Simulight, based on the Western Electricity Coordinating Council (WECC) generic models, in order to enable frequency stability studies on power systems with high photovoltaic generation. It focuses on batteries that operate integrated with large-scale photovoltaic power plants, through a centralized control model. It proposes solutions for practical situations on power systems, by different methodologies of load sharing between the photovoltaic power plant and the battery energy storage system when underfrequency events occur. Among these solutions, an adaptive droop method for batteries is proposed and implemented, so that the effects of battery’s discharge is minimized and the load is smoothly transferred to the other generators. The implementations are tested on different power systems, through which the satisfactory performance of the models and usefulness of the proposed methodologies are acknowledged.Este trabalho descreve a implementação da modelagem de sistemas de armazenamento a baterias no programa Simulight, com base nos modelos genéricos desenvolvidos pelo Western Electricity Coordinating Council (WECC), de maneira a viabilizar o estudo da estabilidade de frequência em sistemas com alta penetração de geração fotovoltaica. Foca em baterias que atuem de forma integrada com plantas fotovoltaicas de grande porte, através de um modelo de controle centralizado. Sugere soluções para situações práticas em sistemas de potência, por meio de diferentes metodologias para divisão de carga entre a planta fotovoltaica e o sistema de armazenamento, quando da ocorrência de eventos de subfrequência. Dentre essas soluções, propõe e implementa um método de estatismo adaptativo para a bateria que possibilite minimizar os impactos de sua descarga, por meio de uma transferência suave da carga aos demais geradores. As implementações realizadas são testadas em diferentes sistemas de potência, através dos quais constata-se o desempenho satisfatório dos modelos e a utilidade prática das metodologias propostas