O algoritmo simplificado em linguagem informal, que permite gerir e controlar o sistema armazenador de energia ‘electrolítica’ e de energia hídrica, tem as seguintes instruções:
1) Calcular a produção eléctrica de todos os geradores eléctricos do SPEP, os quais são o GSFE e o GEE, e atribuir o resultado a PE_T1.
2) Se PE_T1 é maior do que o consumo eléctrico do SCEE, então:
2.1) Calcular D2 que é a diferença entre a potência da produção eléctrica excedente e a potência nominal de consumo eléctrico do MEH;
2.2) Se D2 é menor do que 0, então calcular a produção eléctrica do CBEQ para a compensação da potência nominal de consumo eléctrico do MEH, não descarregando o CBEQ abaixo do seu limite mínimo de armazenamento energético;
2.3) Calcular a possibilidade de consumo eléctrico do MEH, verificando no caso de D2 ser maior ou igual a 0 e no caso contrário;
2.4) Se existe água no CRHI acima da quantidade de água mínima para o bombeamento, e a quantidade de água existente no CRHS é menor do que o limite máximo para bombeamento, e existe potência eléctrica mínima para que seja possível o funcionamento do MEH,
então ligar o MEH e bombear água do CRHI para o CRHS, senão desligar o MEH e não bombear água;
2.5) Calcular o armazenamento hídrico no CRHI, e o armazenamento hídrico e o armazenamento energético no CRHS.
3) Se PE_T1 é menor do que o consumo eléctrico do SCEE, então:
3.1) Calcular a soma da produção eléctrica insuficiente com a potência nominal de produção eléctrica do GHE, atribuindo o valor a S1;
3.2) Se S1 é maior do que 0, então calcular o consumo eléctrico do CBEQ para a compensação da potência nominal de produção eléctrica do GHE;
3.3) Se S1 é menor do que 0, então calcular a produção eléctrica do CBEQ para a compensação da potência nominal de produção eléctrica do GHE;
3.4) Calcular a possibilidade de produção eléctrica do GHE, verificando no caso de S1 ser menor ou igual a 0 e no caso contrário;
3.5) Se existe água no CRHS acima do limite mínimo para o turbinamento e existe a possibilidade de produção eléctrica do GHE,
então abrir a válvula de saída do CRHS e turbinar água no GHE proveniente do CRHS para o CRHI,
senão fechar a válvula de saída do CRHS e não turbinar água no GHE;
3.6) Calcular o armazenamento hídrico e o armazenamento energético no CRHS, e o armazenamento hídrico no CRHI.
4) Calcular o saldo de energia eléctrica após a utilização do SAE_HDC, e atribuir o resultado a S.
5) Se S é maior do que 0, significa que existe excesso de energia eléctrica, então:
5.1) Calcular o consumo eléctrico do CBEQ, não indo acima do limite máximo de armazenamento energético;
5.2) Calcular o armazenamento energético do CBEQ.
6) Se S é menor do que 0, significa que existe escassez de energia eléctrica, então:
6.1) Calcular a produção eléctrica do CBEQ, não indo abaixo do limite mínimo de armazenamento energético;
6.2) Calcular o armazenamento energético do CBEQ.
5.3.2.2 - Em fluxograma
Figura 5.12: Fluxograma da rotina principal para o uso do SAE_ELO e do SAE_HDC Não
Sim
PTC_PE( TGE, N) PTC_PE( GSFE, N) + PTC_PE( GEE, N) PTC_Dif_1( N) PTC_PE( TGE, N) PTC_CE( SCEE, N) Q_E_Dif_1( N) PTC_Dif_1( N) PTCR SR1 - Colocar energia no SAE_HDC Q_E_Dif_1( N) > 0 SR2 - Retirar energia do SAE_HDC Q_E_Dif_1( N) < 0 Sim Não Fim (...) (...) Não → Falso (F) Sim → Verdadeiro (V) NNMX N N + 1 Início N 1 NMX 24 (...) Não Sim
PTC_S( N) PTC_Dif_1( N) PTC_CE( MEH, N) + PTC_PE( GHE, N) Q_E_S( N) PTC_S( N) PTCR SR3 - Colocar energia no SAE_ELO Q_E_S( N) > 0 SR4 - Retirar energia do SAE_ELO Q_E_S( N) < 0 Sim (...) Não
Figura 5.13: Fluxograma da sub-rotina 1 para colocar energia no SAE_HDC Início
SR1
PTC_D2( N) PTC_Dif_1( N) PTC_Nom_CE( MEH) Q_E_D2( N) PTC_D2( N) PTCR
Q_E_D2( N) < 0
Q_E_D2( N) + Q_E_ELO_A( N - 1)LMN_AE( CBEQ)
Q1( N) 0 Q1( N) -1 Q_E_D2( N) P1( N) Q1( N) / PTCR Q1( N) 0 Não Sim Sim Não PTC_D2( N)0 PTC_D2( N) = - P1( N) P2( N) 0 P2( N) PTC_Nom_CE( MEH) Q2( N) P2( N) PTCR P2( N) PTC_Nom_CE( MEH) Sim Não Não Sim
Calcular o armazenamento hídrico no CRHI devido ao possível esvaziamento de água
Calcular o armazenamento hídrico e o armazenamento energético no CRHS devido ao possível enchimento de água
Fim Pôr o MEH no estado ligado
Bombear água no MEH proveniente do CRHI para o CRHS
Q_A_AH( CRHI, N – 1) > Q_A_Mín_AH_Bomb( CRHI) e
Q_A_AH( CRHS, N – 1) < Q_A_Máx_AH_Bomb( CRHS) e P2( N) > 0
Pôr o MEH no estado desligado
Não bombear água no MEH
Figura 5.14: Fluxograma da sub-rotina 2 para retirar energia do SAE_HDC Início
SR2
Fim Calcular o armazenamento hídrico e
o armazenamento energético no CRHS devido ao possível esvaziamento de água
Calcular o armazenamento hídrico no CRHI devido ao possível enchimento de água PTC_S1( N) PTC_Dif_1( N) + PTC_Nom_PE( GHE)
Q_E_S1( N) PTC_S1( N) PTCR
Q_E_S1( N) > 0
Q_E_S1( N) + Q_E_ELO_A( N - 1)LMX_AE( CBEQ)
Q3( N) LMX_AE( CBEQ) Q_E_ELO_A( N - 1) Q3( N) Q_E_S1( N) P3( N) Q3( N) / PTCR Q3( N) 0 Não Sim Sim Não Q_E_S1( N) < 0
Q_E_S1( N) + Q_E_ELO_A( N - 1)LMN_AE( CBEQ)
Q4( N) Q_E_ELO_A( N - 1) LMN_AE( CBEQ) Q4( N) -1 Q_E_S1( N) P4( N) Q4( N) / PTCR Q4( N) 0 Não Sim Sim Não PTC_S1( N)0 Q5( N) P5( N) PTCR Não Sim Sim Não PTC_S1( N) = P3( N)
P5( N) PTC_Nom_PE( GHE) P5( N) PTC_Nom_PE( GHE) P5( N) 0
Pôr a VS_CRHS no estado ligado
Turbinar água no GHE proveniente do CRHS para o CRHI
Q_A_AH( CRHS, N – 1) > Q_A_Mín_AH_Turb( CRHS) e P5( N) > 0
Pôr a VS_CRHS no estado desligado
Não turbinar água no GHE
Figura 5.15: Fluxograma da sub-rotina 3 para colocar energia no SAE_ELO
Figura 5.16: Fluxograma da sub-rotina 4 para retirar energia do SAE_ELO
Legenda:
[ Uma parte da legenda é igual à parte 3.2 do sub-capítulo 5.1. ]
PTC_D2( N) → potência da diferença entre PTC_Dif_1( N) e PTC_Nom_CE( MEH) Q_E_D2( N) → quantidade de energia correspondente a PTC_D2( N)
PTC_S1( N) → potência da soma de PTC_Dif_1( N) com PTC_Nom_PE( GHE) Q_E_S1( N) → quantidade de energia correspondente a PTC_S1( N)
PTC_S( N) → potência do saldo de energia eléctrica após a utilização do SAE_HDC, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
Início
SR3
Q_E_CE( CBEQ, N) Q_E_S( N)
Q_E_CE( CBEQ, N) LMX_AE( CBEQ) Q_E_ELO_A( N - 1)
Q_E_CE( CBEQ, N) 0
Q_E_ELO_A( N - 1) < LMX_AE( CBEQ) Não
Sim
( Q_E_S( N) + Q_E_ELO_A( N - 1) )LMX_AE( CBEQ) Não
Sim
Q_E_ELO_A( N) Q_E_ELO_A( N - 1) + Q_E_CE( CBEQ, N) Fim
Início
SR4
Q_E_PE( CBEQ, N) -1 Q_E_S( N)
Q_E_PE( CBEQ, N) Q_E_ELO_A( N - 1) LMN_AE( CBEQ)
Q_E_PE( CBEQ, N) 0
Q_E_ELO_A( N - 1) > LMN_AE( CBEQ) Não
Sim
( Q_E_S( N) + Q_E_ELO_A( N - 1) )LMN_AE( CBEQ) Não
Sim
Q_E_S( N) → quantidade de energia correspondente a PTC_S( N)
PTC_Nom_CE( MEH) → potência nominal de consumo eléctrico do MEH
PTC_CE( MEH, N) → potência de consumo eléctrico do MEH, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
PTC_Nom_PE( GHE) → potência nominal de produção eléctrica do GHE
PTC_PE( GHE, N) → potência de produção eléctrica do GHE, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
P1( N) → potência correspondente a Q1( N)
Q1( N) → quantidade de energia da produção eléctrica do CBEQ para a compensação da potência nominal de consumo eléctrico do MEH, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
P2( N) → potência da possibilidade de consumo eléctrico do MEH, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
Q2( N) → quantidade de energia correspondente a P2( N) P3( N) → potência correspondente a Q3( N)
Q3( N) → quantidade de energia do consumo eléctrico do CBEQ para a compensação da potência nominal de produção eléctrica do GHE, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
P4( N) → potência correspondente a Q4( N)
Q4( N) → quantidade de energia da produção eléctrica do CBEQ para a compensação da potência nominal de produção eléctrica do GHE, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
P5( N) → potência da possibilidade de produção eléctrica do GHE, em função do tempo cronológico discreto ( tPTH( N) )
Q5( N) → quantidade de energia correspondente a P5( N)
Q_A_AH( CRHI, N – 1) → quantidade de água do armazenamento hídrico no CRHI, em função do tempo cronológico discreto no período anterior ( tPTH( N - 1) )
Q_A_Mín_AH_Bomb( CRHI) → quantidade de água mínima do armazenamento hídrico no CRHI para efectuar o bombeamento de água
Q_A_AH( CRHS, N – 1) → quantidade de água do armazenamento hídrico no CRHS, em função do tempo cronológico discreto no período anterior ( tPTH( N - 1) )
Q_A_Máx_AH_Bomb( CRHS) → quantidade de água máxima do armazenamento hídrico no CRHS para efectuar o bombeamento de água
Q_A_Mín_AH_Turb( CRHS) → quantidade de água mínima do armazenamento hídrico no CRHS para efectuar o turbinamento de água
VS_CRHS → válvula de saída do CRHS As potências estão expressas em “Watt” [W].
As quantidades de energia estão expressas em “Watt”-hora [W.h]. As quantidades de água estão expressas em litro [l].
Os algoritmos simplificados em fluxograma, que permitem gerir e controlar o sistema armazenador de energia ‘electrolítica’ e de energia hídrica (SAE_ELO_HDC), representam o fluxo de execução de acções:
- numa parte da rotina principal, relativa ao SAE_HDC e ao SAE_ELO, para o funcionamento diário do sistema energético híbrido (figura 5.12);
- na sub-rotina 1 para colocar energia no SAE_HDC (figura 5.13); - na sub-rotina 2 para retirar energia do SAE_HDC (figura 5.14); - na sub-rotina 3 para colocar energia no SAE_ELO (figura 5.15); - na sub-rotina 4 para retirar energia do SAE_ELO (figura 5.16).