Modo Offgrid

No modo offgrid, o reservamento de carga (segmentação da carga das baterias) é feito sob a ótica de garantir proteção contra descarga profunda, de forma que ele só é feito quando as baterias utilizadas são do tipo “chumbo-ácidas”. Como as baterias do tipo íon-lítio não têm problemas com descargas profundas então para elas não é feita a reserva de carga no modo offgrid (uma vez que o operador fizer esta escolha no menu 003#07 - Figura 36).

Além disso, a nomenclatura atribuída para as reservas de carga no modo offgrid é diferente, e esse fato diz respeito à forma peculiar do uso da energia armazenada neste modo (é natural que em sistemas offgrid as baterias sofram descargas bem mais acentuadas que em sistemas ongrid com backup). Para o modo offgrid, existem apenas 3 tipos de reservas de carga. Elas são presentes em todas as variações deste modo (ver parâmetro 003#21 da Figura 50) e são designadas como:

• Level 1; • Level 2; • Level 3.

“Level 2” e “Level 3” não correspondem à energia total armazenada no banco de baterias. Trata-se de uma nomenclatura correspondente à ordem crescente de criticidade do SOC (portanto, o level 3 é o mais crítico), em que cada reserva pode abarcar de 0% a 70% da carga das baterias (ajustável pelo operador). Assim, as reservas se sobrepõem de acordo com os percentuais atribuídos pelo operador obedecendo os níveis de criticidade, em que hierarquicamente o level 3 é superior (mais crítico) ao 2 e este ao 1. Exemplo didático: Ajustar em 50% o level 1, em 30% o level 2 e em 10% o level 3 significará operar com os critérios do level 1 quando o SOC estiver entre 50% e 30%, em seguida operar com os critérios do level 2 quando o SOC estiver entre 30% e 10% e finalmente operar com os critérios do level 3 quando o SOC estiver abaixo de a 10%. Portanto, se o operador definir a reserva level 3 como sendo a maior, toda a operação de proteção será efetuada obedecendo os critérios desta reserva, uma vez que ela é hierarquicamente superior às demais. De forma resumida, operar em qualquer uma dessas reservas significa fazer com que o conversor apresente um gerenciamento protetivo específico com vistas a evitar a ocorrência de descarga excessiva além dos limites estabelecidos pelo fabricante.

Level 1 Uma vez atingido o SOC do level 1, o SI passará a operar de forma diferen- ciada, caso não seja percebido fluxo de potência para as baterias dentro de um tempo ajustável pelo operador (a saber, no parâmetro 223#08 - BatProTmm). Tal operação irá variar conforme seja o horário do dia. Trata-se de um critério idealizado sob a perspectiva de que há horários do dia em que há maior probabilidade de ocorrência de energia em excesso sendo produzidas pelas fontes externas. Assim, há flexibilidade para ajustar o horário em que o SI deverá estar operante, e também o horário a partir do qual deverá permanecer em standby para economizar as baterias, mitigando o gasto de energia em horários de menor probabilidade de sucesso. O ajuste do horário inicial a partir do qual o SI deverá entrar em standby é feito no parâmetro 223#01 (BatPro1TmStr), e o ajuste do horário em que deverá sair do estado standby e voltar a operar normalmente é feito no parâmetro 223#02 (BatPro1TmStp). Por sua vez, o limite percentual do SOC é ajustado no parâmetro 223#05 BatPro1Soc. A Figura 60 ilustra a operação do SI no level 1 (com 223#01 em 22:00h e 223#02 em 06:00h).

Level 2 Uma vez atingido o SOC do level 1, o SI passará a operar de forma di- ferenciada, caso não seja percebido fluxo de potência para as baterias dentro de um tempo ajustável pelo operador (a saber, no parâmetro 223#08 - BatProTmm). O regime de operação dessa reserva irá variar conforme seja o horário do dia, diferenciando-se do level 1 pelo fato de que durante a faixa de tempo reservada para trabalho (representada na cor verde), o SI não se

Figura 60 – Atividade do conversor em level 1

Fonte: Adaptado de (SMA, 2004d).

mantém em operação contínua, mas sim executa partidas regulares (a cada 2 horas), na tentativa de recarregar as baterias. Cada tentativa perdura pelo tempo ajustado no parâmetro 223#08 (BatProTmm), conforme explicado acima, momento após o qual o conversor interromperá a atividade, permanecendo no estado de prontidão (standby) se não houver êxito. Deste modo, pode-se especificar um horário presumível de excesso de produção, de forma a mitigar ainda com maior rigor o gasto de energia em tentativas de carregamento com menor probabilidade de sucesso. O ajuste do horário inicial de standby é feito no parâmetro 223#03 (BatPro3TmStr), e o ajuste do seu horário final é feito no parâmetro 223#04 (BatPro2TmStp). Por sua vez, o limite percentual do SOC é ajustado no parâmetro 223#06 BatPro2Soc. A Figura 61 ilustra a operação do SI no level 2 (com 223#03 em 17:00h e 223#04 em 09:00h).

Figura 61 – Atividade do conversor em level 2

Fonte: Adaptado de (SMA, 2004d).

Ao atingir o SOC deste level, considera-se a ocorrência de descarga profunda no banco de baterias. Nesse caso, o conversor interrrompe a atividade e se desliga por completo. O operador deverá proceder carga emergencial no banco de baterias utilizando uma fonte externa. Para isso deverá configurar no conversor essa atividade, conforme ilustração da Figura 35 (opção 5 - “Emerg Charge”), observando o valor máximo de corrente especificado pelo fabricante. Vale realçar que a carga emergencial é executada considerando as conexões elétricas do modo “offgrid”, de forma que no caso em que as baterias estejam sendo utilizadas em uma das aplicações do modo “ongrid” basta desconectar o cabo neutro do borne NT T e conectá-lo ao borne N da

entrada AC2 (ver ilustração das figuras 44 e 45). Na ocasião em que houver um grupo gerador na rede offgrid sob comando do SI, este sempre acionará o gerador dentro do intervalo de tempo ajustado para operação (área verde das figuras 60 e 61).

5 A MICRORREDE CAMPUS DO PICI/UFC

Uma microrrede compreende um conjunto de RED’s (recursos energéticos distri- buídos) de pequeno porte, que faz uso de avançada tecnologia de comunicação e controle. Controladores baseados em eletrônica de potência são capazes de fornecer flexibilidade e rápida resposta às mudanças súbitas de carga e da geração intermitente baseada em recursos renováveis. Normalmente, os RED’s de uma microrrede são conectados ao seu barramento CA por meio de conversores eletrônicos. A microrrede interage com a rede principal, importando e exportando energia, através de um único PCC, de tal maneira que do ponto de vista da rede principal, a microrrede representa um único gerador e uma única carga. Uma característica fundamental de uma microrrede é sua capacidade de isolar-se de forma transparente e intencional durante uma perturbação na rede da concessionária (seja esta perturbação uma falta franca de energia ou a ocorrência de distúrbios que tornem precária ou crítica a qualidade da energia fornecida), permitindo pouca ou nenhuma interrupção no fornecimento de energia às cargas. Outrossim, sua capacidade de reconectar-se à rede pública quando esta é reestabelecida vale ser realçada, momento em que deve proceder a resincronização e reconexão de forma igualmente transparente e intencional. Em virtude da sua composição com múltiplas fontes e recursos de armazenamento, as microrredes contornam o problema da indisponibilidade de energia decorrente das ocasiões de falta, uma vez que elas podem ser formadas dentro do próprio sistema de distribuição, de acordo com a norma IEEE 1547.4 (STANDARDS ASSOCIATION IEEE, 2011). Nesse aspecto, o controle local de oferta e demanda pode garantir serviços essenciais, a despeito de restrições de suprimento que possam existir na rede elétrica de distribuição.