BR102021014795A2

BR102021014795A2 - METHOD AND AUTONOMOUS CONTROL SYSTEM FOR A MEDIUM-SIZED ENERGY STORAGE SYSTEM INSTALLED IN AN ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION SYSTEM, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIA

Info

Publication number: BR102021014795A2
Application number: BR102021014795-4A
Authority: BR
Inventors: Fernanda Caseño Trindade Arioli; Ricardo Torquato Borges; Tiago Rodarte Ricciardi; Vinicius Carnelossi Da Cunha; Walmir De Freitas Filho; Victor Baiochi Riboldi
Original assignee: Companhia Paulista De Força E Luz - Cpfl; Universidade Estadual De Campinas; Instituto De Tecnologia Para O Desenvolvimento ? Lactec; Companhia Piratininga De Força E Luz; Companhia Jaguari De Energia; Rge Sul Distribuidora De Energia S.A.
Priority date: 2021-07-27
Filing date: 2021-07-27
Publication date: 2023-02-07
Also published as: WO2023004483A1

Abstract

A presente invenção se refere a um método de controle autônomo de operação de sistemas de armazenamento de energia de médio porte para sistemas de distribuição de energia elétrica. Este método visa à mitigação mais acentuada dos impactos técnicos decorrentes da inserção de tecnologias emergentes, como geradores fotovoltaicos, sendo dividido em duas técnicas. A primeira técnica, denominada movimento dos limiares de operação, visa à redução do pico de demanda e melhora do fator de carga a montante do ponto de instalação. A segunda técnica, denominada variação de tensão utilizando a capacidade do inversor, melhora o perfil de tensão a jusante do ponto de instalação, permitindo principalmente o aumento da penetração de microgeração distribuída na rede. A principal vantagem do método se faz pelo ajuste autônomo dos parâmetros de ambas as técnicas de acordo com o ponto de instalação, o que requer apenas medições locais para operação do sistema de armazenamento. Isto significa que não há a necessidade de investir em infraestrutura para coleta de dados e de previsão de demanda/geração de energia ao longo da rede para a execução do método proposto.

The present invention refers to a method of autonomous control of the operation of medium-sized energy storage systems for electrical energy distribution systems. This method aims at more accentuated mitigation of the technical impacts arising from the insertion of emerging technologies, such as photovoltaic generators, and is divided into two techniques. The first technique, called movement of operating thresholds, aims to reduce peak demand and improve the load factor upstream of the installation point. The second technique, called voltage variation using the inverter capacity, improves the voltage profile downstream of the installation point, mainly allowing for increased penetration of distributed microgeneration in the grid. The main advantage of the method is the autonomous adjustment of the parameters of both techniques according to the installation point, which requires only local measurements for the operation of the storage system. This means that there is no need to invest in infrastructure for data collection and forecasting of energy demand/generation along the network for the execution of the proposed method.

Description

METHOD AND AUTONOMOUS CONTROL SYSTEM FOR A MEDIUM-SIZED ENERGY STORAGE SYSTEM INSTALLED IN AN ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION SYSTEM, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIA

FIELD OF THE INVENTION

[001] A presente invenção, pertencente ao campo técnico de sistemas de armazenamento de energia, está relacionada a um método para controle autônomo de um sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica.[001] The present invention, belonging to the technical field of energy storage systems, is related to a method for autonomous control of a medium-sized energy storage system installed in an electrical energy distribution system.

FUNDAMENTALS OF THE INVENTION

[002] O crescente interesse em explorar a utilização de sistemas de armazenamento de energia, particularmente em redes de distribuição de energia elétrica, é motivado pela expansão de novas tecnologias cada vez mais presentes nestas redes, como por exemplo, a disseminação da conexão de geradores fotovoltaicos e de pontos de recarga de veículos elétricos; e pela expectativa de redução dos custos dos sistemas de armazenamento de energia. A curva de maturação da tecnologia de baterias adequadas para aplicação em redes de distribuição de energia elétrica tende a acompanhar a mesma trajetória histórica da curva de maturação dos sistemas fotovoltaicos.[002] The growing interest in exploring the use of energy storage systems, particularly in electricity distribution networks, is motivated by the expansion of new technologies increasingly present in these networks, such as, for example, the dissemination of the connection of generators photovoltaic and electric vehicle charging points; and by the expectation of reducing the cost of energy storage systems. The maturation curve of battery technology suitable for application in electricity distribution networks tends to follow the same historical trajectory as the maturation curve of photovoltaic systems.

[003] A inserção de tecnologias renováveis/alternativas em sistemas de distribuição de energia elétrica, como geradores fotovoltaicos e veículos elétricos, traz uma série de desafios para as concessionárias de distribuição de energia elétrica, muitos destes relacionados, sobretudo à natureza estocástica de operação destes equipamentos. Essa elevação no grau de incerteza das condições para planejamento e operação das redes requer ação por parte das concessionárias de distribuição de energia para que a operação ocorra dentro dos limites de qualidade de energia estabelecidos por normas reguladoras do setor. Dentre as incertezas associadas à integração de tais equipamentos, listam-se como exemplos de fatores que apresentam dificuldade em ser estimados: as condições meteorológicas para produção de energia por geradores fotovoltaicos e o instante e a duração de recarga de veículos elétricos.[003] The insertion of renewable/alternative technologies in electricity distribution systems, such as photovoltaic generators and electric vehicles, brings a series of challenges to electricity distribution concessionaires, many of which are related, above all, to the stochastic nature of their operation equipment. This increase in the degree of uncertainty of the conditions for planning and operating the networks requires action on the part of the energy distribution concessionaires so that the operation takes place within the energy quality limits established by regulatory norms in the sector. Among the uncertainties associated with the integration of such equipment, the following are listed as examples of factors that are difficult to estimate: meteorological conditions for energy production by photovoltaic generators and the time and duration of charging electric vehicles.

[004] Neste contexto, o emprego de sistemas de armazenamento de energia torna-se atrativo também para concessionárias de distribuição, visto que esses sistemas apresentam aplicações em variados campos (por exemplo, controle Volt/var, controle de flutuação de potência e redução de pico de demanda) que podem ser executadas concomitantemente. Assim, os sistemas de armazenamento de energia surgem como uma promessa capaz de resolver uma série de problemas técnicos. A utilização de sistemas de armazenamento de energia pode beneficiar as concessionárias através da redução de investimentos em infraestrutura, como recondutoramento de cabos e criação de novos alimentadores; redução de desgaste de equipamentos alocados nas redes, por meio da melhora do fator de carga destes (razão entre demanda média e demanda de pico/máxima); ou até mesmo da facilitação do aumento de penetração das tecnologias de geração de energia elétrica emergentes devido à mitigação de impactos técnicos relacionados à inserção de tais tecnologias. A flexibilidade propiciada pela possibilidade de armazenamento de energia é uma forma de atenuar os efeitos das incertezas inerentes às redes modernas de distribuição.[004] In this context, the use of energy storage systems also becomes attractive for distribution concessionaires, since these systems have applications in various fields (for example, Volt/var control, power fluctuation control and reduction of peak demand) that can be run concurrently. Thus, energy storage systems emerge as a promise capable of solving a series of technical problems. The use of energy storage systems can benefit utilities by reducing investments in infrastructure, such as reconducting cables and creating new feeders; reduction of equipment wear allocated in the networks, by improving their load factor (ratio between average demand and peak/maximum demand); or even facilitating the increased penetration of emerging electricity generation technologies due to the mitigation of technical impacts related to the insertion of such technologies. The flexibility provided by the possibility of storing energy is a way of mitigating the effects of uncertainties inherent in modern distribution networks.

[005] Consequentemente, em razão do potencial presente em sistemas de armazenamento de energia para resolver problemas de planejamento e operação em sistemas de distribuição de energia elétrica, um número significativo de documentos patentários envolvendo tal tecnologia é identificado, sobretudo nos Estados Unidos. Os seguintes documentos exemplificam as típicas soluções encontradas no estado da técnica.[005] Consequently, due to the potential present in energy storage systems to solve problems of planning and operation in electrical energy distribution systems, a significant number of patent documents involving such technology is identified, especially in the United States. The following documents exemplify typical solutions found in the state of the art.

[006] O documento da patente US 10784812 B2, concedida em 22 de setembro de 2020, sob o título: “Power grid photo-voltaic integration using distributed energy storage and management”, em nome de Berkowitz, et al. descreve um método de operação de um único ou múltiplos sistemas de armazenamento de energia para integração de fontes de energia renováveis em sistemas de distribuição de energia elétrica. A principal aplicação deste método consiste em mitigar a flutuação de potência causada pelas incertezas de geração inerentes em fontes renováveis como, por exemplo, geradores fotovoltaicos. Para tanto, o método utiliza da operação em quatro quadrantes, isto é, pode injetar ou absorver tanto potência reativa quanto potência ativa. Enfatiza-se que, quando possível, o controle de potência reativa tende a solucionar problemas de tensão. Na execução do método proposto, o controle dos sistemas de armazenamento de energia necessita receber dados de previsão climática como, por exemplo, dados de irradiância solar. Sendo assim, a eficiência deste método depende de quão preciso são essas previsões.[006] US patent document 10784812 B2, granted on September 22, 2020, under the title: “Power grid photo-voltaic integration using distributed energy storage and management”, in the name of Berkowitz, et al. describes a method of operating single or multiple energy storage systems for integrating renewable energy sources into electrical power distribution systems. The main application of this method is to mitigate power fluctuation caused by generation uncertainties inherent in renewable sources, such as photovoltaic generators. For that, the method uses the operation in four quadrants, that is, it can inject or absorb both reactive power and active power. It is emphasized that, when possible, reactive power control tends to solve voltage problems. In the execution of the proposed method, the control of energy storage systems needs to receive climate forecast data, such as solar irradiance data. Therefore, the efficiency of this method depends on how accurate these predictions are.

[007] A patente norte-americana n° US 10, 554, 048 B2, concedida em 4 de fevereiro de 2020, sob o título: “Battery energy storage system controller systems and methods”, em nome de Abdelrazek, et al. descreve um método que mitiga a geração incerta e variável de fontes renováveis. Tal método utiliza tanto medições reais quanto dados históricos. O método proposto tem como principal funcionalidade ceifar o pico de carga, sendo que o provável período do pico de carga é estimado através de dados históricos. Uma limitação deste método corresponde à necessidade de comunicação com uma estação solarimétrica para fornecimento dos perfis de irradiância a serem utilizados. Caso essa comunicação falhe, perfis presentes no banco de dados do método serão utilizados, o que tende a reduzir a eficácia deste método.[007] US patent No. US 10, 554, 048 B2, granted on February 4, 2020, under the title: “Battery energy storage system controller systems and methods”, in the name of Abdelrazek, et al. describes a method that mitigates uncertain and variable generation from renewable sources. Such a method uses both actual measurements and historical data. The proposed method has as its main functionality to harvest the peak load, and the probable period of the peak load is estimated through historical data. A limitation of this method corresponds to the need for communication with a solarimetric station to supply the irradiance profiles to be used. If this communication fails, profiles present in the method's database will be used, which tends to reduce the effectiveness of this method.

[008] A patente norte-americana n° US 10, 211, 639 B2, concedida em 19 de fevereiro de 2019, sob título: “Padmount transformer with energy storage apparatus”, em nome de Cereda, et al. descreve um procedimento para integração de sistemas tradicionais de distribuição de energia elétrica com o aumento de fontes renováveis de energia de modo eficiente e de baixo custo. Este procedimento se trata de um sistema de armazenamento de energia acoplado a um transformador em pedestal. Este conjunto é capaz de absorver o excesso de energia gerada pelas fontes renováveis durante os picos de produção e, consequentemente, limitar o pico reverso no sistema de distribuição. Adicionalmente, este conjunto é eficaz no armazenamento do excesso de energia próximo do local de geração e consumo, minimizando perdas. Pode-se ainda regular tensão, permitindo o aumento de penetração de fontes renováveis e postergando investimentos no sistema de distribuição. Por fim, o procedimento é capaz de garantir o fornecimento contínuo para cargas sensíveis em caso de falta de energia durante limitado período de tempo. Contudo, a invenção descrita por esse documento foca, sobretudo no conjunto físico composto por sistema de armazenamento de energia e transformador em pedestal, não ficando claro como é feito o controle do primeiro para atingir tais objetivos. Ademais, não está claro se há limitação para aplicação em transformadores aéreos, sendo estes mais comuns nos sistemas de distribuição brasileiros.[008] US patent No. US 10, 211, 639 B2, granted on February 19, 2019, under title: “Padmount transformer with energy storage apparatus”, in the name of Cereda, et al. describes a procedure for integrating traditional electrical energy distribution systems with the increase of renewable energy sources in an efficient and low-cost way. This procedure deals with an energy storage system coupled to a pedestal transformer. This set is capable of absorbing the excess energy generated by renewable sources during production peaks and, consequently, limiting the reverse peak in the distribution system. Additionally, this set is effective in storing excess energy close to the place of generation and consumption, minimizing losses. Voltage can also be regulated, allowing increased penetration of renewable sources and postponing investments in the distribution system. Finally, the procedure is capable of guaranteeing continuous supply to sensitive loads in the event of a power outage for a limited period of time. However, the invention described by this document focuses, above all, on the physical assembly consisting of an energy storage system and a pedestal transformer, and it is not clear how the former is controlled to achieve such objectives. Furthermore, it is not clear whether there is a limitation for application in overhead transformers, which are more common in Brazilian distribution systems.

[009] Dentre os métodos presentes no estado da técnica, nota-se que há a consideração de que a comunicação entre os sistemas de armazenamento de energia e outros dispositivos presentes no sistema de distribuição está disponível. Tal condição não representa a realidade atual, tampouco a realidade futura a curto prazo. Isto se deve ao fato de que investimentos em comunicação ainda apresentam elevados custos para as poucas funcionalidades que as concessionárias possuem no momento que exploram tal infraestrutura. Sendo assim, os métodos disponíveis no estado da técnica apresentam baixa compatibilidade com os sistemas de distribuição atuais.[009] Among the methods present in the state of the art, it is noted that there is the consideration that the communication between energy storage systems and other devices present in the distribution system is available. Such a condition does not represent the current reality, nor the future reality in the short term. This is due to the fact that investments in communication still have high costs for the few functionalities that concessionaires have at the time they explore such infrastructure. Therefore, the methods available in the state of the art have low compatibility with current distribution systems.

[0010] Mesmo na perspectiva a médio e longo prazo, considerando que as concessionárias de distribuição tendam a investir em infraestrutura de comunicação, os métodos presentes no estado da técnica tendem a ser impactados por eventuais erros de transmissão de dados ou intervalos de perda de comunicação. Tais cenários são plausíveis até para as infraestruturas mais robustas, as quais representam elevados custos.[0010] Even in the medium and long term perspective, considering that distribution concessionaires tend to invest in communication infrastructure, the methods present in the state of the art tend to be impacted by possible data transmission errors or communication loss intervals . Such scenarios are plausible even for the most robust infrastructures, which represent high costs.

[0011] Portanto, o estado da técnica atual carece, sobretudo de um método para controle autônomo de sistemas de armazenamento de energia de médio porte instalados em sistemas de distribuição de energia elétrica que executam múltiplas funções, como melhora do perfil de tensão, redução de pico de demanda e melhora de fator de carga. Entende-se como sistemas de médio porte aqueles que possuem potência nominal entre 15 kW e 1 MW, definindo, assim, sistemas de pequeno porte aqueles com potência nominal menor do que 15 kW e sistemas de grande porte aqueles com potência nominal maior do que 1 MW.[0011] Therefore, the current state of the art lacks, above all, a method for autonomous control of medium-sized energy storage systems installed in electrical energy distribution systems that perform multiple functions, such as improving the voltage profile, reducing peak demand and load factor improvement. Medium-sized systems are understood to be those with a nominal power between 15 kW and 1 MW, thus defining small-sized systems as those with a rated power of less than 15 kW and large systems as those with a rated power greater than 1 MW.

[0012] Além disso, o estado da técnica atual não aborda um método para controle autônomo de sistemas de armazenamento de energia de médio porte instalados em sistemas de distribuição de energia elétrica que realiza o ajuste automático dos próprios parâmetros de acordo com o ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia. Detalha-se que este ajuste automático requer apenas medições locais para operação do sistema de armazenamento de energia, sem a necessidade de investimento em infraestrutura para coleta de dados e de previsão de demanda/geração de energia ao longo da rede.[0012] In addition, the current state of the art does not address a method for autonomous control of medium-sized energy storage systems installed in electrical energy distribution systems that performs the automatic adjustment of the parameters themselves according to the point of installation of the energy storage system. It is detailed that this automatic adjustment requires only local measurements for the operation of the energy storage system, without the need for investment in infrastructure for data collection and forecasting of energy demand/generation along the network.

OBJECTIVES OF THE PRESENT INVENTION

[0013] O objetivo da presente invenção é prover um método para controle autônomo de um sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, visando à redução do pico de demanda, melhora do fator de carga a montante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia, bem como a melhora do perfil de tensão principalmente a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia.[0013] The objective of the present invention is to provide a method for autonomous control of a medium-sized energy storage system installed in an electrical energy distribution system, aiming at reducing peak demand, improving the upstream load factor of the installation point of the energy storage system, as well as the improvement of the voltage profile, mainly downstream of the installation point of the energy storage system.

SUMMARY OF THE INVENTION

[0014] Tendo em vista os aspectos e os problemas apresentados pelos métodos existentes no estado da técnica atual, e com o propósito de superá-los, a presente invenção provê um método de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica compreende as etapas de carregar o sistema de armazenamento de energia com potência ativa, enquanto a demanda ativa agregada do circuito secundário a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte (3) for menor que um limiar de operação inferior; em que a demanda ativa agregada é calculada como a soma da potência ativa demandada pelos consumidores mais as perdas elétricas; descarregar potência ativa do sistema de armazenamento de energia de médio porte, enquanto a demanda ativa agregada do circuito secundário a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte (3) for maior que um limiar de operação superior.[0014] In view of the aspects and problems presented by existing methods in the current state of the art, and with the purpose of overcoming them, the present invention provides an autonomous control method for a medium-sized energy storage system installed in an electrical energy distribution system comprises the steps of charging the energy storage system with active power, while the aggregate active demand of the secondary circuit downstream of the point of installation of the medium-sized energy storage system (3) is less than a lower operating threshold; where the aggregated active demand is calculated as the sum of the active power demanded by the consumers plus electrical losses; discharge active power of the medium-sized energy storage system, while the aggregate active demand of the secondary circuit downstream of the installation point of the medium-sized energy storage system (3) is greater than an upper operating threshold.

[0015] A presente invenção se refere a um método para controle autônomo de sistemas de armazenamento de energia de médio porte que compreende duas técnicas que visam mitigar os impactos técnicos decorrentes da inserção de tecnologias emergentes, como geradores fotovoltaicos.[0015] The present invention refers to a method for autonomous control of medium-sized energy storage systems that comprises two techniques that aim to mitigate the technical impacts resulting from the insertion of emerging technologies, such as photovoltaic generators.

[0016] O método proposto pela presente invenção se torna atrativo tanto na perspectiva atual quanto na perspectiva futura, a médio e longo prazo. Isto se deve ao fato de que o método proposto pela presente invenção não necessita de medições remotas para executar com eficácia as múltiplas aplicações propostas para um sistema de armazenamento de energia (SAE). Mais especificamente, o método proposto pela presente invenção pode ser implementado como técnica primária em redes com alto ou baixo nível de comunicação ou até mesmo como técnica secundária em caso de falhas em redes com alto nível de comunicação.[0016] The method proposed by the present invention becomes attractive both in the current perspective and in the future perspective, in the medium and long term. This is due to the fact that the method proposed by the present invention does not require remote measurements to effectively execute the multiple applications proposed for an energy storage system (ESS). More specifically, the method proposed by the present invention can be implemented as a primary technique in networks with high or low level of communication or even as a secondary technique in case of failures in networks with a high level of communication.

[0017] O método para controle autônomo de sistemas de armazenamento de energia de médio porte proposto pela presente invenção utiliza uma primeira técnica denominada técnica de controle de movimento dos limiares de operação. Em geral, essa técnica tem como finalidade a redução do pico de demanda e melhora do fator de carga (razão entre a demanda média e demanda de pico) a montante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia. Deste modo, essa técnica visa à minimização de sobrecarga de equipamentos instalados a montante do ponto de conexão do sistema de armazenamento de energia, mitigando os picos de demanda diretos (devido à demanda dos consumidores) e picos reversos (devido à geração fotovoltaica).[0017] The method for autonomous control of medium-sized energy storage systems proposed by the present invention uses a first technique called the motion control technique of operating thresholds. In general, this technique aims to reduce peak demand and improve the load factor (ratio between average demand and peak demand) upstream of the installation point of the energy storage system. Thus, this technique aims to minimize the overload of equipment installed upstream of the connection point of the energy storage system, mitigating direct demand peaks (due to consumer demand) and reverse peaks (due to photovoltaic generation).

[0018] Ainda, o método para controle autônomo de sistemas de armazenamento de energia de médio porte proposto pela presente invenção utiliza uma segunda técnica, denominada técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor, que visa à melhora do perfil de tensão a jusante do ponto de conexão do sistema de armazenamento de energia. Esta técnica permite o aumento da penetração de geração distribuída (por exemplo, geração de energia fotovoltaica) sem que haja transgressão de tensão nos consumidores a jusante.[0018] Also, the method for autonomous control of medium-sized energy storage systems proposed by the present invention uses a second technique, called the voltage variation control technique using the inverter capacity, which aims to improve the voltage profile downstream of the energy storage system connection point. This technique allows for increased penetration of distributed generation (eg photovoltaic power generation) without voltage transgression in downstream consumers.

[0019] Dentre as principais vantagens do método proposto pela presente invenção, destaca-se a capacidade de autonomia do sistema de armazenamento de energia de médio porte para definição e ajuste das suas operações de carregamento e descarregamento. Isto significa que os ajustes dos parâmetros de ambas as técnicas acima descritas são automaticamente definidos para o melhor ponto de operação ao longo dos dias, utilizando-se apenas variáveis mensuráveis localmente.[0019] Among the main advantages of the method proposed by the present invention, the autonomy capacity of the medium-sized energy storage system for defining and adjusting its loading and unloading operations stands out. This means that the parameter adjustments of both techniques described above are automatically defined for the best operating point throughout the days, using only locally measurable variables.

[0020] Dessa forma, de acordo com o método da presente invenção, a concessionária de energia possui maior flexibilidade para empregar sistemas de armazenamento de energia, visto que não há necessidade de instalação de infraestrutura de comunicação para aquisição de dados ao longo da rede nem a necessidade de previsão de carga nos consumidores.[0020] Thus, according to the method of the present invention, the power utility has greater flexibility to employ energy storage systems, since there is no need to install communication infrastructure for data acquisition over the network or the need for load forecasting on consumers.

[0021] Outra vantagem do método proposto pela presente invenção corresponde à possibilidade de conexão do sistema de armazenamento de energia de médio porte em qualquer ponto do sistema de distribuição. Como o método se trata de um processo autônomo em busca do melhor ponto de operação, os parâmetros de controle das técnicas propostas são ajustados automaticamente para o ponto onde se conecta o sistema de armazenamento de energia.[0021] Another advantage of the method proposed by the present invention corresponds to the possibility of connecting the medium-sized energy storage system at any point in the distribution system. As the method is an autonomous process in search of the best operating point, the control parameters of the proposed techniques are automatically adjusted to the point where the energy storage system is connected.

[0022] O método da presente invenção pode ser aplicado, por exemplo, para um sistema de armazenamento de energia de médio porte que é instalado no barramento secundário de baixa tensão de um transformador de serviço de média tensão/baixa tensão. A partir da aplicação do método da presente invenção, a execução da técnica de controle de movimento dos limiares de operação resulta na redução de sobrecarga de tal transformador, mitigando os picos diretos e picos reversos. Com a execução da técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor, a penetração de geração fotovoltaica na rede de baixa tensão do transformador é aumentada sem que haja transgressão de tensão nos consumidores.[0022] The method of the present invention can be applied, for example, to a medium-sized energy storage system that is installed on the low voltage secondary bus of a medium voltage/low voltage service transformer. From the application of the method of the present invention, the execution of the technique of movement control of the operation thresholds results in the reduction of overload of such transformer, mitigating the direct peaks and reverse peaks. With the execution of the voltage variation control technique using the inverter capacity, the penetration of photovoltaic generation in the low voltage network of the transformer is increased without any voltage transgression in the consumers.

[0023] De acordo com a presente invenção, tais técnicas de controle citadas acima são independentes e podem ser aplicadas separada ou simultaneamente no controle de um sistema de armazenamento de energia.
Ainda, a presente invenção se refere a um sistema de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte, SAE, instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, tal sistema de controle autônomo compreendendo meios para executar cada uma das etapas do método de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte, SAE, instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, conforme definido pela presente invenção.[0023] According to the present invention, such control techniques mentioned above are independent and can be applied separately or simultaneously in the control of an energy storage system.
Furthermore, the present invention refers to an autonomous control system for a medium-sized energy storage system, SAE, installed in an electrical energy distribution system, such autonomous control system comprising means to execute each of the steps of the Autonomous control method for a medium-sized energy storage system, SAE, installed in an electrical energy distribution system, as defined by the present invention.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0024] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas.[0024] The detailed description presented below makes reference to the attached figures.

[0025] A figura 1 representa um diagrama de um transformador de serviço de média tensão/baixa tensão com um sistema de armazenamento alocado no barramento secundário.[0025] Figure 1 represents a diagram of a medium voltage/low voltage service transformer with a storage system located on the secondary bus.

[0026] A figura 2 ilustra o modo de operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte pela técnica de controle do movimento dos limiares de operação.[0026] Figure 2 illustrates the mode of operation of the medium-sized energy storage system by the technique of controlling the movement of the operating thresholds.

[0027] A figura 3(a) mostra um exemplo de três dias de operação de um sistema de armazenamento de energia de médio porte no modo de controle avanço dos limiares de operação, apresentando o perfil de demanda do transformador.[0027] Figure 3(a) shows an example of three days of operation of a medium-sized energy storage system in advance control mode of operating thresholds, showing the transformer demand profile.

[0028] A figura 3(b) mostra um exemplo de três dias de operação de um sistema de armazenamento de energia de médio porte no modo de controle avanço dos limiares de operação, apresentando o estado da carga do sistema de armazenamento de energia.[0028] Figure 3(b) shows an example of three days of operation of a medium-sized energy storage system in advance control mode of the operating thresholds, showing the state of charge of the energy storage system.

[0029] A figura 4(a) ilustra um exemplo de três dias de operação de um sistema de armazenamento de energia de médio porte no modo de controle de recuo dos limiares, apresentando o perfil de demanda do transformador.[0029] Figure 4(a) illustrates an example of three days of operation of a medium-sized energy storage system in the threshold setback control mode, showing the transformer demand profile.

[0030] A figura 4(b) ilustra um exemplo de três dias de operação de um sistema de armazenamento de energia de médio porte no modo de controle recuo dos limiares, apresentando o estado da carga do sistema de armazenamento.[0030] Figure 4(b) illustrates an example of three days of operation of a medium-sized energy storage system in the threshold setback control mode, showing the state of charge of the storage system.

[0031] A figura 5 ilustra o fluxograma de operação da técnica de controle de movimento dos limiares.[0031] Figure 5 illustrates the operation flowchart of the threshold movement control technique.

[0032] A figura 6 ilustra um diagrama monofásico representando a conexão de um sistema de armazenamento de energia de médio porte no barramento secundário de um transformador.[0032] Figure 6 illustrates a single-phase diagram representing the connection of a medium-sized energy storage system on the secondary bus of a transformer.

[0033] A figura 7 ilustra um fluxograma de operação da técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor.[0033] Figure 7 illustrates an operation flowchart of the voltage variation control technique using the inverter capacity.

[0034] A figura 8 ilustra um diagrama unifilar de um circuito secundário utilizado para exemplificação da eficácia do método proposto pela presente invenção.[0034] Figure 8 illustrates a single-line diagram of a secondary circuit used to exemplify the effectiveness of the method proposed by the present invention.

[0035] A figura 9 (a) apresenta um gráfico de desempenho da técnica de controle movimento dos limiares de operação, ilustrando o perfil de carregamento do transformador em operação ao longo de uma semana.[0035] Figure 9 (a) shows a performance graph of the motion control technique of operating thresholds, illustrating the load profile of the transformer in operation over a week.

[0036] A figura 9 (b) apresenta um gráfico de desempenho da técnica de controle de movimento dos limiares de operação, ilustrando o estado de carga do sistema de armazenamento de energia de médio porte em operação ao longo de uma semana.[0036] Figure 9 (b) shows a performance graph of the motion control technique of operating thresholds, illustrating the state of charge of the medium-sized energy storage system in operation over a week.

[0037] A figura 10 ilustra o perfil de tensão de uma fase de um consumidor durante uma semana para análise de desempenho da técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor.[0037] Figure 10 illustrates the voltage profile of one phase of a consumer during a week for performance analysis of the voltage variation control technique using the inverter capacity.

[0038] A figura 11 ilustra o perfil de carregamento do transformador ao longo de uma semana para os casos em que o sistema de armazenamento de energia de médio porte opera de acordo com a técnica de controle de movimento dos limiares e uma técnica considerada ótima.[0038] Figure 11 illustrates the load profile of the transformer over a week for cases in which the medium-sized energy storage system operates according to the threshold motion control technique and a technique considered optimal.

DETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION

[0039] A descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção, em que o método proposto é aplicado em um exemplo de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte em um barramento secundário de um transformador de serviço em um sistema de distribuição de energia elétrica, em que o transformador é um transformador de média/baixa tensão. Entretanto, como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, a invenção não está limitada a essa concretização preferencial, podendo ser também aplicada para qualquer sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em qualquer ponto de qualquer sistema de distribuição de energia elétrica.[0039] The description that follows will start from a preferred embodiment of the invention, in which the proposed method is applied in an example of installation of the medium-sized energy storage system on a secondary bus of a service transformer in a power supply system. electrical energy distribution, where the transformer is a medium/low voltage transformer. However, as will be evident to anyone skilled in the art, the invention is not limited to this preferred embodiment, and can also be applied to any medium-sized energy storage system installed at any point of any electrical energy distribution system.

[0040] Esta seção apresenta detalhadamente a solução proposta na presente invenção, de acordo com uma concretização preferencial, fazendo referência às figuras mencionadas na seção anterior.[0040] This section presents in detail the solution proposed in the present invention, according to a preferred embodiment, referring to the figures mentioned in the previous section.

[0041] A figura 1 representa um diagrama de um transformador de serviço de média tensão (MT)/ baixa tensão (BT). Como também pode ser observado na figura 1, o transformador é representado com um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 alocado em seu barramento secundário 2.[0041] Figure 1 represents a diagram of a medium voltage (MV)/low voltage (LV) service transformer. As can also be seen in figure 1, the transformer is represented with a medium-sized energy storage system 3 allocated on its secondary bus 2.

[0042] De acordo com a presente invenção, foram desenvolvidas duas técnicas de controle, que são denominadas como: técnica de controle de movimento dos limiares de operação e técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor.[0042] According to the present invention, two control techniques were developed, which are called: technique for controlling the movement of operating thresholds and technique for controlling voltage variation using the inverter capacity.

[0043] A técnica de controle de movimento dos limiares de operação destina-se a complementar/regularizar a demanda ativa agregada PSEC, que é definida pela soma da potência ativa demandada pelos consumidores mais as perdas elétricas, através do descarregamento de potência ativa PSAE pelo sistema de armazenamento de energia de médio porte 3; ou do carregamento de potência ativa PSAE do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3. Essa técnica provê melhora do perfil de carregamento do transformador, ou seja, um aumento do fator de carga e uma redução do pico de demanda.[0043] The operation threshold movement control technique is intended to complement/regulate the PSEC aggregate active demand, which is defined by the sum of the active power demanded by the consumers plus the electrical losses, through the PSAE active power discharge by the medium-sized energy storage system 3; or the PSAE active power loading of the medium-sized energy storage system 3. This technique improves the transformer's loading profile, ie, an increase in the load factor and a reduction in peak demand.

[0044] Por sua vez, a técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor utiliza a capacidade ociosa do inversor de interface do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 para compensação de potência reativa QSAE, a fim de variar a tensão no barramento secundário 2 do transformador e adequá-la aos limites operacionais impostos por normas técnicas.[0044] In turn, the voltage variation control technique using the inverter capacity uses the idle capacity of the interface inverter of the medium-sized energy storage system 3 for QSAE reactive power compensation, in order to vary the voltage on the secondary bus 2 of the transformer and adjust it to the operating limits imposed by technical standards.

[0045] Ressalta-se, que tais técnicas de controle são independentes e podem ser aplicadas separada ou simultaneamente no controle da operação de um sistema de armazenamento de energia.[0045] It should be noted that such control techniques are independent and can be applied separately or simultaneously in controlling the operation of an energy storage system.

MOVEMENT OF OPERATING THRESHOLDS

[0046] Com o intuito de melhorar o perfil de carregamento de transformadores de distribuição, a técnica de movimento dos limiares de operação consiste em controlar os ciclos de carregamento e descarregamento do sistema de armazenamento de médio porte 3. Este controle tem como finalidade manter o perfil de demanda do transformador dentro de dois patamares de potência, um limiar superior, Pdesc, e um limiar inferior, Pcar.[0046] In order to improve the charging profile of distribution transformers, the technique of moving the operating thresholds consists of controlling the charging and discharging cycles of the medium-sized storage system 3. This control aims to maintain the transformer demand profile within two power thresholds, an upper threshold, Pdesc, and a lower threshold, Pcar.

[0047] Especificamente, a técnica de controle de movimento dos limiares de operação destina-se a regularizar a demanda ativa agregada PSEC (potência ativa demandada pelos consumidores somada às perdas elétricas) através de descarregamento de potência ativa PSAE pelo sistema de armazenamento de energia de médio porte 3; ou carregamento de potência ativa PSAE do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3. Essa técnica visa à melhora do perfil de carregamento do transformador, ou seja, aumento do fator de carga do transformador e redução do pico de demanda. O fator de carga do transformador é entendido como a razão entre a demanda média e a demanda de pico/máxima.[0047] Specifically, the technique of controlling the movement of the operating thresholds is intended to regularize the aggregate active demand PSEC (active power demanded by consumers added to electrical losses) through the discharge of PSAE active power by the energy storage system of medium size 3; or medium-sized energy storage system PSAE active power charging 3. This technique aims to improve the transformer's charging profile, ie, increase the transformer's load factor and reduce peak demand. Transformer load factor is understood as the ratio between average demand and peak/maximum demand.

[0048] Em termos práticos, a técnica de controle de movimento dos limiares de operação tem como finalidade a redução do pico de demanda e melhora do fator de carga do transformador, a montante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3. Deste modo, essa técnica visa à minimização de sobrecarga de equipamentos instalados a montante do ponto de conexão do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, mitigando os picos de demanda direta e os picos de demanda reversa.[0048] In practical terms, the technique of controlling the movement of the operating thresholds aims to reduce the peak demand and improve the load factor of the transformer, upstream of the point of installation of the medium-sized energy storage system 3. Thus, this technique aims to minimize the overload of equipment installed upstream of the connection point of the medium-sized energy storage system 3, mitigating direct demand peaks and reverse demand peaks.

[0049] Ademais, em um contexto prático de inserção de microgeração solar fotovoltaica distribuída, a flexibilidade propiciada pelo sistema de armazenamento de energia é explorada em dois casos.[0049] Furthermore, in a practical context of insertion of distributed photovoltaic solar microgeneration, the flexibility provided by the energy storage system is explored in two cases.

[0050] No primeiro caso, o sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 permite que a demanda equivalente da rede secundária, a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia, seja aumentada quando há excesso de geração de energia. Ou seja, a bateria do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 é carregada com potência variável PSAE(t)>0, por exemplo, em torno do meio-dia, quando ocorre o pico de geração de energia solar fotovoltaica, em geral.[0050] In the first case, the medium-sized energy storage system 3 allows the equivalent demand of the secondary network, downstream of the installation point of the energy storage system, to be increased when there is excess energy generation. That is, the battery of the medium-sized energy storage system 3 is charged with variable power PSAE(t)>0, for example, around noon, when the peak of photovoltaic solar energy generation occurs, in general .

[0051] Já no segundo caso, o sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 permite que a geração equivalente da rede secundária, a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia, aumente quando há demanda elevada. Isto é, potência variável é descarregada da bateria do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 PSAE(t)<0, tipicamente no horário de pico de demanda da rede secundária, ao final da tarde ou início da noite, em geral.[0051] In the second case, the medium-sized energy storage system 3 allows the equivalent generation of the secondary network, downstream of the installation point of the energy storage system, to increase when there is high demand. That is, variable power is discharged from the battery of the medium-sized energy storage system 3 PSAE(t)<0, typically at peak demand times of the secondary grid, in the late afternoon or early evening, in general.

[0052] Uma ilustração da técnica de controle de movimento dos limiares de operação é apresentada na Figura 2, através da linha pontilhada, que demonstra a operação de carregamento e descarregamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte SAE.[0052] An illustration of the motion control technique of the operating thresholds is shown in Figure 2, through the dotted line, which demonstrates the loading and unloading operation of the SAE medium-sized energy storage system.

[0053] Para atingir o objetivo de operação entre os dois patamares de carga, o limiar de operação superior Pdesc o limiar de operação inferior, ilustrados na figura 2, há o carregamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 com potência PSAE(t), enquanto a demanda ativa agregada do circuito secundário a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 PSEC(t), for menor que o limiar de operação inferior Pcar; e o descarregamento da potência PSAE(t) do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, enquanto a demanda ativa agregada do circuito secundário PSEC(t), a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, for maior que o limiar de operação superior Pdesc, conforme ilustrado na figura 2 e apresentado na equação (1)Erro! Fonte de referência não encontrada..

[0053] To achieve the operating objective between the two load levels, the upper operating threshold Pdesc the lower operating threshold, illustrated in figure 2, there is the loading of the medium-sized energy storage system 3 with PSAE power( t), while the aggregate active demand of the secondary circuit downstream of the installation point of the medium-sized energy storage system 3 PSEC(t), is less than the lower operating threshold Pcar; and the unloading of the power PSAE(t) of the medium-sized energy storage system 3, while the aggregated active demand of the secondary circuit PSEC(t), downstream of the point of installation of the medium-sized energy storage system 3, is greater than the upper operating threshold Pdesc, as illustrated in figure 2 and shown in equation (1)Error! Reference source not found..

[0054] A operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 requer, portanto, o ajuste dos valores de limiar de operação inferior e limiar de operação superior e a medição da demanda ativa agregada PSEC(t) equivalente da rede secundária ao longo do tempo, a qual é realizada localmente.[0054] The operation of the medium-sized energy storage system 3 requires, therefore, the adjustment of the lower operation threshold and upper operation threshold values and the measurement of the aggregate active demand PSEC(t) equivalent of the secondary network along of time, which is carried out locally.

[0055] Nesse sentido, um grande desafio para que o transformador, com o auxílio do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, opere dentro de dois patamares de carga, consiste em ajustar os valores de limiar de operação inferior Pcar e limiar de operação superior Pdesc.[0055] In this sense, a great challenge for the transformer, with the aid of the medium-sized energy storage system 3, to operate within two load levels, is to adjust the values of lower operating threshold Pcar and threshold of top operation Pdesc.

[0056] Tal ajuste deve proporcionar uma redução na potência máxima do perfil de carregamento e um aumento na potência mínima, de modo a melhorar o fator de carga do transformador. Ademais, isto deve ser realizado considerando as limitações operacionais e de especificação do sistema de armazenamento de energia de médio porte e as incertezas quanto à demanda e à geração presentes na rede secundária.[0056] Such an adjustment must provide a reduction in the maximum power of the loading profile and an increase in the minimum power, in order to improve the load factor of the transformer. Furthermore, this must be done considering the operational and specification limitations of the medium-sized energy storage system and the uncertainties regarding the demand and generation present in the secondary network.

[0057] Para resolver este problema, a técnica de movimento dos limiares de operação propõe que o ajuste dos limiares de operação inferior e superior seja feito gradualmente, de modo iterativo ao longo dos dias de operação de um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica.[0057] To solve this problem, the operation threshold movement technique proposes that the adjustment of the lower and upper operating thresholds is done gradually, iteratively over the days of operation of a medium-sized energy storage system 3 installed in an electrical power distribution system.

[0058] Nesse sentido, em um primeiro dia de operação, ou seja, um dia inicial de operação, utilizando a técnica de movimento dos limiares de operação para o controle autônomo de um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 de acordo com o método da presente invenção, o processo iterativo é inicializado.[0058] In this sense, on a first day of operation, that is, an initial day of operation, using the technique of moving the operating thresholds for the autonomous control of a medium-sized energy storage system 3 according to the method of the present invention, the iterative process is initialized.

[0059] No primeiro dia de operação, através da medição do carregamento do transformador, mede-se a demanda ativa agregada PSEC ao longo desse primeiro dia de operação; e determinam-se a demanda agregada mínima e a demanda agregada máxima P0max para o primeiro dia de oeração.[0059] On the first day of operation, by measuring the load of the transformer, the aggregated active demand PSEC is measured over that first day of operation; and the minimum aggregate demand and the maximum aggregate demand P0max are determined for the first day of operation.

[0060] O valor do limiar de operação inferior P0car é ajustado para ser igual à demanda agregada mínima P0min, P0car = P0min, definindo o limiar de operação inferior Picar para o primeiro dia de operação. O valor do limiar de operação superior P0desc é ajustado para ser igual à demanda máxima, P0desc = P0max, definindo o limiar de operação superior Pidesc para o primeiro dia de operação.[0060] The value of the lower operation threshold P0car is adjusted to be equal to the minimum aggregate demand P0min, P0car = P0min, defining the lower operation threshold Picar for the first day of operation. The value of the upper operating threshold P0desc is set to equal the maximum demand, P0desc = P0max, defining the upper operating threshold Pidesc for the first day of operation.

[0061] Nesteprocesso iterativo, após oprimeiro dia de operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, os valores dos limiares de operação inferior e superior são ajustados para o dia seguinte ao dia atual de operação de acordo com as condições de operação desse dia atual de operação, e assim consecutivamente, de um diapara o outro, variando de acordo com um índice i, em que Picar,Pi+1car,pi+2car,... e Pidesc,Pi+1desc,Pi+2desc,..., por exemplo.[0061] In this iterative process, after the first day of operation of the medium-sized energy storage system 3, the values of the lower and upper operating thresholds are adjusted for the day following the current day of operation according to the operating conditions of that current day of operation, and so on consecutively, from one day to the next, varying according to an index i, where Picar,Pi+1car,pi+2car,... and Pidesc,Pi+1desc,Pi+2desc,. .., for example.

[0062] O índice i representa dia(s) de operação, sendo i o dia atual de oeração. O índice i+1 representa o dia seguinte ao dia atual de operação; o índice i+2 representa o dia seguinte ao dia i+1 e assim consecutivamente. Nesse sentido, por exemplo, Pi+1car representa o valor do limiar de operação inferiorpara o dia seguinte ao dia atual de operação.[0062] Index i represents day(s) of operation, where i is the current day of operation. Index i+1 represents the day following the current day of operation; index i+2 represents the day following day i+1 and so on. In this sense, for example, Pi+1car represents the value of the lower operating threshold for the day following the current trading day.

[0063] Dessa forma, após o dia atual de operação, os limiares de oeração inferior e superior podem ser modificados de acordo com dois modos de controle, a saber: i) modo de controle de avanço dos limiares de oeração; e ii) modo de controle de recuo dos limiares de operação, descritos a seguir.[0063] Thus, after the current day of operation, the lower and upper operating thresholds can be modified according to two control modes, namely: i) advance control mode for the operating thresholds; and ii) operation threshold setback control mode, described below.

Advancement of operating thresholds

[0064] O modo de controle de avanço dos limiares de operação é executado sempre que for possível incrementar o limiar de operação inferior Picar de carregamento ou decrementar o limiar de operação superior de descarregamento.[0064] The advance control mode of the operation thresholds is executed whenever it is possible to increment the lower operating threshold Peck for loading or decrease the upper operating threshold for unloading.

[0065] Mais particularmente, caso o estado de carga máximo SoCimax do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 ao longo do i-ésimo dia for menor que o limite do estado máximo de carga Soclimmax, o limiar de operação inferior para o dia seguinte é incrementado, conforme apresentado na equação (2), abaixo, definindo um novo limiar de operação inferior Pi+1car para o dia seguinte, representando uma nova meta de operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 para o dia i + 1:
Δpicar + pi+1car _ picar = K. PnomSAE. (SoClimmax-SoCimax), se SoCimax < SoClimmax equação (2)
em que:
SoCimax: estado de carga máximo do sistema de armazenamento de energia de médio porte durante o dia i (%);
SoClimmax: limite do estado de carga máximo do sistema de armazenamento de energia de médio porte (%);
Pi+1car: limiar de operação inferior de potência para o carregamento no dia seguinte i+1 (kW);
K: fator restritivo (%);
PnomSAE: potência nominal do sistema de armazenamento de energia de médio porte (kW).[0065] More particularly, if the maximum state of charge SoCimax of the medium-sized energy storage system 3 over the i-th day is less than the limit of the maximum state of charge Soclimmax, the lower operating threshold for the day next is incremented, as shown in equation (2), below, defining a new lower operating threshold Pi+1car for the following day, representing a new operating target for the medium-sized energy storage system 3 for day i + 1:
Δchop + chop+1char _ chop = K. PnomSAE. (SoClimmax-SoCimax), if SoClimmax < SoClimmax equation (2)
on what:
SoCimax: maximum state of charge of medium-sized energy storage system during day i (%);
SoClimmax: midrange energy storage system maximum state of charge threshold (%);
Pi+1car: lower power operating threshold for charging the next day i+1 (kW);
K: restrictive factor (%);
PnomSAE: rated power of medium-sized energy storage system (kW).

[0066] De acordo com a equação (2), o acréscimo, que atualiza o valor do índice i do limiar de operação inferior Picar para: i+1, é calculado pela diferença entre o limite do estado de carga máximo SoClimmax e o estado de carga máximo SoCimax observado ao longo do i- ésimo dia, multiplicada pela potência nominal PnomSAE do sistema de armazenamento de energia de médio porte e por um fator restritivo K. Este fator restritivo K tem por finalidade delimitar a máxima porcentagem da potência nominal do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 que pode ser aumentada em um único dia.[0066] According to equation (2), the addition, which updates the value of index i of the lower operating threshold Picar to: i+1, is calculated by the difference between the SoClimmax maximum load state limit and the state maximum load SoCimax observed over the i-th day, multiplied by the PnomSAE nominal power of the medium-sized energy storage system and by a restrictive factor K. This restrictive factor K aims to delimit the maximum percentage of the nominal power of the system 3 medium-sized energy storage units that can be increased in a single day.

[0067] Adicionalmente, se durante o descarregamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, seu estado de carga mínimo SoCimin for maior que o limite do estado de carga mínimo SoClimmin, ao longo do i - ésimo dia, o limiar de operação superior para o dia seguinte é decrementado, definindo um novo limiar de operação superior para o dia seguinte, de acordo com a equação Erro! Fonte de referência não encontrada., representando uma nova meta de operação para o dia i+1:
Δ Pidesc + Pi+1desc - pidesc + K. PnomSAE.(SoClimmin-SoCimn), se SoCimin > SoClimmin equação (3)
em que:
SoCimin: estado de carga mínimo para o sistema de armazenamento de energia de médio porte durante o dia i (%);
Soclimmin: limite do estado de carga do sistema de armazenamento de energia de médio porte (%);
Pi+1des: limiar de operação superior de potência para o carregamento no dia seguinte i+1.[0067] Additionally, if during the unloading of the medium-sized energy storage system 3, its SoClimmin minimum charge state is greater than the SoClimmin minimum charge state threshold, over the i - th day, the operating threshold upper limit for the next day is decremented, defining a new higher operating threshold for the next day, according to the equation Error! Reference source not found., representing a new operation target for day i+1:
Δ Pidesc + Pi+1desc - pidesc + K. PnomSAE.(SoClimmin-SoCimn), if SoCimin > SoClimmin equation (3)
on what:
SoCimin: minimum state of charge for medium-sized energy storage system during day i (%);
Soclimmin: midrange energy storage system state of charge threshold (%);
Pi+1des: higher power operating threshold for charging the next day i+1.

[0068] As figuras 3(a) e 3(b) exemplificam um caso do modo de controle de avanço dos limiares de operação, de três dias de operação de um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3.[0068] Figures 3(a) and 3(b) exemplify a case of the advance control mode of the operating thresholds, of three days of operation of a medium-sized energy storage system 3.

[0069] Conforme observado na figura 3(a), o controle de avanço dos limiares decrementou o limiar de operação superior de para P3desc, já que o sistema de armazenamento de energia de médio porte possuía energia suficiente após o final da operação dos dias 1 e 2. Ou seja, o estado de carga mínimo SoCimin. do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 foi maior que o limite do estado de carga mínimo SoClimmin.[0069] As seen in figure 3(a), the advance control of the thresholds decremented the upper operating threshold from to P3desc, since the medium-sized energy storage system had enough energy after the end of the 1 day operation and 2. That is, the SoCimin minimum state of charge. of the medium-sized energy storage system 3 was greater than the SoClimmin minimum state of charge threshold.

[0070] Analogamente, de acordo com a figura 3(b), como o estado de carga máximo SoCimax do sistema de armazenamento de energia de médio porte não atingiu o limite do estado de carga máximo Soclimmax para os dias 1 e 2, o modo de controle de avanço dos limiares de operação incrementou o limiar de operação inferior de para ao final do primeiro dia; e de para ao final do segundo dia, conforme pode ser visto na figura 3(a).[0070] Similarly, according to figure 3(b), as the SoCimax maximum state of charge of the medium-sized energy storage system did not reach the SoClimmax maximum state of charge limit for days 1 and 2, the mode operation threshold advance control increased the lower operation threshold from to at the end of the first day; and from to the end of the second day, as can be seen in figure 3(a).

[0071] Deste modo, notou-se que o modo de controle de avanço dos limiares em atuação no sistema de armazenamento de energia de médio porte melhorou a atuação deste sistema de acordo com os objetivos impostos, já que o pico de demanda foi reduzido a P3max, conforme pode ser visto na figura 3(a); e o fator de carga foi melhorado, pois a demanda média se aproximou numericamente do pico de demanda.[0071] Thus, it was noted that the advance control mode of the thresholds in operation in the medium-sized energy storage system improved the performance of this system according to the imposed objectives, since the demand peak was reduced to P3max, as can be seen in figure 3(a); and the load factor was improved as average demand numerically approached peak demand.

Retreat from operating thresholds

[0072] A curva de carga de um transformador pode variar significativamente de um dia para o outro devido à natureza estocástica da demanda dos consumidores e da geração de energia fotovoltaica. Consequentemente, ao longo do processo de avanço dos limiares descrito anteriormente, o estado de carga máximo do sistema de armazenamento de energia de médio porte pode alcançar o limite de estado de carga máximo SoClimmax devido a um aumento excessivo no limiar de operação inferior; ou alcançar o limite do estado de carga mínimo SoClimmin devido a um decremento excessivo no limiar de operação superior P0des.[0072] The load curve of a transformer can vary significantly from one day to the next due to the stochastic nature of consumer demand and photovoltaic power generation. Consequently, along the thresholding process described above, the maximum state of charge of the medium-sized energy storage system may reach the SoClimmax maximum state of charge limit due to an excessive increase in the lower operating threshold; or reaching the SoClimmin minimum state of charge limit due to an excessive decrease in the upper operating threshold P0des.

[0073] Para contornar o problema descrito acima, propõe-se o modo de controle de recuo dos limiares de operação. Com a utilização desse modo, é possível recuar os limiares de operação do sistema de armazenamento de energia, com o objetivo de contrabalancear uma parcela do incremento ou decremento realizado pela etapa de avanço dos limiares de operação.[0073] To work around the problem described above, it is proposed the control mode of retreat of the operating thresholds. Using this mode, it is possible to set back the energy storage system operating thresholds, with the aim of counterbalancing a portion of the increment or decrement performed by the step of advancing the operating thresholds.

[0074] Assim, se o estado de carga máximo SoCimax do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 for igual a ou maior que o limite de estado de carga máximo do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, durante a operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte no dia atual de operação; e o valor da demanda mínima do transformador Pimin é menor do que o limiar de operação inferior Picar do dia atual de operação, a etapa do modo de controle de recuo de limiares de operação é ativada para decrementar o limiar de operação inferior do dia atual de operação, de acordo com a equação Erro! Fonte de referência não encontrada.. O decremento do limiar de operação inferior do dia atual de operação, portanto, seria calculado pela diferença entre Picar e Pimin multiplicado pelo fator restritivo K.
ΔPicar = Pi+1car — Picar = -K. (Picar - Pimin), se Picar > Pimin equação (4)[0074] Thus, if the SoCimax maximum state of charge of the midrange energy storage system 3 is equal to or greater than the maximum state of charge threshold of the midrange energy storage system 3, during the operation of the medium-sized energy storage system in the current day of operation; and the minimum demand value of the Pimin transformer is less than the current day's Pitch lower operating threshold, the operation thresholds pullback control mode step is activated to decrement the current day's lower operating threshold by operation, according to the equation Error! Reference source not found.
ΔPick = Pi+1Pick — Chop = -K. (Pick - Pimin), if Prick > Pimin equation (4)

[0075] Analogamente, a operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte próximo ao limite de estado de carga mínimo SoClimmin é detectada quando o limiar de operação superior para o primeiro dia é menor que a máxima demanda do transformador Pimax para o mesmo dia. Logo, o modo de controle de recuo dos limiares de operação calcula o incremento do limiar de operação superior Pidesc relacionado ao dia i+1, definindo um novo limiar de operação superior para o dia ao dia i+1, conforme expresso na equação Erro! Fonte de referência não encontrada..
ΔPidesc = Pi+1desc-Pidesc = +K(Pimax-Pidesc), se Pidesc < Pimax equação (5)[0075] Similarly, the operation of the medium-sized energy storage system close to the SoClimmin minimum state of charge threshold is detected when the upper operating threshold for the first day is less than the maximum demand of the Pimax transformer for the same day . Therefore, the operating thresholds setback control mode calculates the increment of the upper operating threshold Pidesc related to day i+1, defining a new upper operating threshold for day to day i+1, as expressed in the equation Erro! Reference source not found..
ΔPidesc = Pi+1desc-Pidesc = +K(Pimax-Pidesc), if Pidesc < Pimax equation (5)

[0076] Para ilustrar o modo de controle de recuo de limiares de operação, a figura 4(a) mostra o perfil de carregamento de um transformador, quando o sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, conectado no barramento secundário do transformador, atinge os limites operacionais superior e inferior no segundo dia de atuação.[0076] To illustrate the operating threshold setback control mode, figure 4(a) shows the loading profile of a transformer, when the medium-sized energy storage system 3, connected to the secondary bus of the transformer, reaches the upper and lower operating limits on the second day of operation.

[0077] O limiar de operação inferior P2car adotado fez com que o limite de estado de carga máximo 4. 1 fosse atingido, conforme mostra a figura 4(a), antes que o sistema de armazenamento de energia de médio porte nivelasse a demanda mínima do transformador, o que resultou em uma demanda mínima menor que o limiar de operação inferior. Consequentemente, o modo de recuo dos limiares decrementou o limiar de operação inferior de operação do segundo dia para ser aplicado no terceiro dia para P3car, o qual adequadamente igualou a demanda mínima do perfil de carregamento do transformador.[0077] The lower operating threshold P2car adopted caused the maximum state of charge limit 4.1 to be reached, as shown in figure 4(a), before the medium-sized energy storage system leveled the minimum demand of the transformer, which resulted in a minimum demand less than the lower operating threshold. Consequently, the back-threshold mode decremented the lower operation threshold from the second day's operation to be applied on the third day for P3car, which adequately matched the minimum demand of the transformer's charging profile.

[0078] Analogamente, na figura 4(a), nota-se que o pico de demanda não foi propriamente reduzido de acordo com o limiar de operação superior definido para o segundo dia, P2desc. Logo, este limiar de operação superior foi incrementado para a operação no terceiro dia para P3desc, sendo que este novo modo de operação adequadamente ceifou o pico de demanda do transformador.[0078] Analogously, in figure 4(a), it is noted that the peak demand was not properly reduced according to the upper operating threshold defined for the second day, P2desc. Therefore, this higher operating threshold was increased for the operation on the third day for P3desc, and this new operating mode adequately reaped the peak demand of the transformer.

[0079] Ressalta-se que, embora os modos de controle de avanço dos limiares de operação e de recuo dos limiares de operação tenham sido descritos separadamente por uma questão de clareza, tais modos de controle podem ocorrer simultaneamente em todos os dias de operação. Isto significa que para um dado dia, é possível que o modo de operação de carregamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte seja definido pelo modo de controle de avanço dos limiares de operação, enquanto o modo de descarregamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte seja definido pelo modo de controle de recuo dos limiares, ou vice-e-versa.[0079] It should be noted that, although the advance control modes of the operating thresholds and the retreat of the operating thresholds have been described separately for the sake of clarity, such control modes can occur simultaneously on all days of operation. This means that for a given day, it is possible that the charging mode of operation of the medium-sized energy storage system is defined by the advance control mode of the operating thresholds, while the mode of discharging the energy storage system of medium size is defined by the recoil control mode of the thresholds, or vice versa.

[0080] O fluxograma da figura 5 ilustra as etapas da técnica de controle de movimento dos limiares de operação, aplicando os modos de controle de avanço e recuo dos limiares de operação.[0080] The flowchart in figure 5 illustrates the steps of the technique of controlling the movement of the operating thresholds, applying the forward and backward control modes of the operating thresholds.

[0081] Seguindo o fluxograma figura 5, o método de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, de acordo com a presente invenção, compreende as etapas de:

- carregar o sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 com potência ativa PSAE, enquanto uma demanda ativa agregada PSEC de um circuito secundário a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 for menor que um limiar de operação inferior Pcar;

e m que a demanda ativa agregada PSEC é calculada como a soma da potência ativa demandada pelos consumidores mais as perdas elétricas;

- descarregar potência ativa PSAE do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, enquanto a demanda ativa agregada PSEC do circuito secundário, a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, for maior que um limiar de operação superior Pdesc;
- medir a demanda ativa agregada PSEC ao longo do dia atual de operação 5.1;
- obter uma demanda agregada mínima P0min e uma demanda agregada máxima P0max para o primeiro dia de operação 5.2;
- ajustar um valor do limiar de operação inferior para ser igual a demanda agregada mínima P0min para o primeiro dia de operação, 5.3;
- ajustar um valor do limiar de operação superior P1des para ser igual a demanda máxima P0max para o primeiro dia de operação, 5.3;
- ajustar o valor do limiar de operação inferior Picar do dia atual de operação para um novo valor do limiar de operação inferior para o dia seguinte Pi+1car ao dia atual de operação, de acordo com as condições de operação do dia atual de operação;

em que, após o dia atual de operação, se o estado de carga máximo SoCimax do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 for menor que o limite do estado máximo de carga do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, o valor do limiar de operação inferior Picar para o dia atual de operação é incrementado, definindo o novo limiar de operação inferior Pi+1car para o dia seguinte ao dia atual de operação 5.4;
em que o limiar de operação inferior para o dia seguinte é calculado pela equação (2):
ΔPicar= Pi+1car - Picar = K. PnomSAE. (SoClimmax - SoCimax), se SoCimax < SoClimmax equação (2),
em que K é um fator restritivo (%) para este incremento;
em que, após o dia atual de operação, se o estado de carga máximo SoCimax do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 for igual a ou maior que o limite de estado de carga máximo do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3; e o valor da demanda mínima do transformador Pimin é menor do que o limiar de operação inferior para o dia atual de operação, o limiar de operação inferior do dia atual de operação é decrementado, definindo o novo limiar de operação inferior para o dia seguinte 5. 6;
em que o limiar de operação inferior para o dia seguinte é calculado pela equação (4):
Δ Picar = Pi+1car _ Picar = K. (Picar- Pimin), se Picar > Pimin equação (4),
em que K é um fator restritivo (%) para este decremento;

- ajustar o valor do limiar de operação superior Pidesc do dia atual de operação para um novo valor do limiar de operação superior para o dia seguinte ao dia atual de operação, de acordo com as condições de operação do dia atual de operação;

em que, após o dia atual de operação, se o estado de carga mínimo do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 for maior que o limite do estado de carga mínimo SoClimmin do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, o valor do limiar de operação superior para o dia atual de operação é decrementado, definindo o novo limiar de operação superior Pi+1desc para o dia seguinte 5. 5;
em que o limiar de operação superior Pi+1desc para o dia seguinte é calculado pela equação (3):
ΔPidesc = Pi+1desc - Pidsc = K. PnomSAE. (SoClimmin-SoCimin), se SoCimin > SoClimmin equação (3),
em que K é um fator restritivo (%) para este decremento;
em que, após o dia atual de operação, se o limiar de operação superior do dia atual de operação for menor que a máxima demanda do transformador Pimax para o mesmo dia, incrementar o limiar de operação superior do dia atual de operação, definindo um novo limiar de operação superior para o dia seguinte 5. 7;
em que o limiar de operação superior Pi+1desc para o dia seguinte é calculado pela equação (5):
ΔPidesc =Pi+1desc - Pidesc = +K(Pimax -Pidesc), se Pidsc < Pimax equação (5),
em que K é um fator restritivo (%) para este incremento.[0081] Following the flowchart figure 5, the autonomous control method for a medium-sized energy storage system installed in an electrical energy distribution system, according to the present invention, comprises the steps of:

- load the medium-sized energy storage system 3 with PSAE active power, while an aggregated active demand PSEC of a branch circuit downstream of the installation point of the medium-sized energy storage system 3 is less than an operating threshold lower Pcar;

where the PSEC aggregate active demand is calculated as the sum of the active power demanded by consumers plus electrical losses;

- unload PSAE active power of the medium-sized energy storage system 3, while the PSEC aggregate active demand of the secondary circuit, downstream of the installation point of the medium-sized energy storage system 3, is greater than an operating threshold higher Pdesc;
- measure PSEC aggregate active demand over the current day of operation 5.1;
- obtain a minimum aggregate demand P0min and a maximum aggregate demand P0max for the first day of operation 5.2;
- adjust a lower operating threshold value to be equal to the minimum aggregate demand P0min for the first day of operation, 5.3;
- set an upper operating threshold value P1des to be equal to the maximum demand P0max for the first day of operation, 5.3;
- adjust the Picar lower operating threshold value of the current day of operation to a new lower operating threshold value for the next day Picar to the current operating day, according to the operating conditions of the current operating day;

where, after the current day of operation, if the SoCimax maximum state of charge of the midrange energy storage system 3 is less than the maximum state of charge threshold of the midrange energy storage system 3, the value the lower operating threshold Picar for the current trading day is incremented, defining the new lower operating threshold Pi+1car for the day following the current trading day 5.4;
where the lower operating threshold for the next day is calculated by equation (2):
ΔPick=Pick+1Pick - Chop = K. PnomSAE. (SoClimmax - SoCimax), if SoClimmax < SoClimmax equation (2),
where K is a restrictive factor (%) for this increment;
where, after the current day of operation, if the SoCimax maximum state of charge of the midrange energy storage system 3 is equal to or greater than the maximum state of charge threshold of the midrange energy storage system 3 ; and the minimum demand value of the Pimin transformer is less than the lower operating threshold for the current operating day, the lower operating threshold for the current operating day is decremented, defining the new lower operating threshold for the following day 5 .6;
where the lower operating threshold for the next day is calculated by equation (4):
Δ Prick = Pi+1Pick _ Prick = K. (Pick-Pimin), if Prick > Pimin equation (4),
where K is a restrictive factor (%) for this decrement;

- adjust the Pidesc upper operating threshold value of the current operating day to a new upper operating threshold value for the day following the current operating day, according to the operating conditions of the current operating day;

where, after the current day of operation, if the minimum state of charge of the midrange energy storage system 3 is greater than the SoClimmin minimum state of charge threshold of the midrange energy storage system 3, the value the upper operating threshold for the current operating day is decremented, defining the new upper operating threshold Pi+1desc for the following day 5. 5;
where the upper operating threshold Pi+1desc for the next day is calculated by equation (3):
ΔPidesc = Pi+1desc - Pidsc = K. PnomSAE. (SoClimmin-SoCimin), if SoCimin > SoClimmin equation (3),
where K is a restrictive factor (%) for this decrement;
in which, after the current day of operation, if the upper operating threshold of the current day of operation is lower than the maximum demand of the Pimax transformer for the same day, increment the upper operating threshold of the current day of operation, defining a new upper operating threshold for the next day 5. 7;
where the upper operating threshold Pi+1desc for the next day is calculated by equation (5):
ΔPidesc =Pi+1desc - Pidesc = +K(Pimax -Pidesc), if Pidsc < Pimax equation (5),
where K is a restricting factor (%) for this increment.

VOLTAGE VARIATION USING INVERTER CAPACITY

[0082] A potência ativa PSAE do sistema de armazenamento de energia, requerida pela técnica de controle de movimento dos limiares de operação, descrita anteriormente, se iguala à potência nominal do inversor de interface do sistema de armazenamento de energia de médio porte por curtos períodos ao longo dos dias de operação.[0082] The PSAE active power of the energy storage system, required by the motion control technique of the operating thresholds, described above, is equal to the nominal power of the interface inverter of the medium-sized energy storage system for short periods over the days of operation.

[0083] Por exemplo, na figura 3(a), supondo que a potência nominal do inversor fosse igual a P3min-P1min, apenas por um curto período durante o terceiro dia, o inversor dedicou sua completa capacidade para a técnica de controle de movimento dos limiares de operação. No restante do terceiro dia, assim como nos outros dois dias, o inversor possuía capacidade para compensar a potência reativa QSAE à rede sem interferir na operação de potência ativa PSAE.[0083] For example, in figure 3(a), assuming that the nominal power of the inverter was equal to P3min-P1min, only for a short period during the third day, the inverter dedicated its full capacity to the motion control technique operating thresholds. In the remainder of the third day, as well as in the other two days, the inverter had the capacity to compensate the QSAE reactive power to the grid without interfering in the PSAE active power operation.

[0084] Desse modo, a capacidade de potência reativa disponível do inversor pode ser utilizada indiretamente para mitigar a elevação de tensão nos consumidores através da variação da tensão pela compensação de potência reativa QSAE no ponto de acoplamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3.[0084] In this way, the available reactive power capacity of the inverter can be used indirectly to mitigate the voltage rise in consumers through voltage variation by QSAE reactive power compensation at the coupling point of the medium-sized energy storage system 3.

[0085] A eficácia desta variação de tensão pela compensação de potência reativa depende da relação X/R da impedância equivalente até o ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3. Define-se matematicamente na literatura técnica a relação entre potência ativa e reativa com a variação da tensão do ponto de acoplamento, conforme a equação Erro! Fonte de referência não encontrada.:

[0085] The effectiveness of this voltage variation by reactive power compensation depends on the X/R ratio of the equivalent impedance up to the point of installation of the medium-sized energy storage system 3. The relationship between power is mathematically defined in the technical literature active and reactive with the variation of the coupling point voltage, according to the equation Erro! Reference source not found.:

[0086] De modo exemplificativo, a figura 6 ilustra um diagrama monofásico representando a conexão de um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 no barramento secundário 2 de um transformador, de forma a elucidar a técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor, proposta pela presente invenção.[0086] As an example, figure 6 illustrates a single-phase diagram representing the connection of a medium-sized energy storage system 3 on the secondary bus 2 of a transformer, in order to elucidate the voltage variation control technique using the inverter capacity, proposed by the present invention.

[0087] De acordo com a figura 6, a impedância equivalente Zeq corresponde à soma da impedância de curto-circuito trifásico ZCC e a impedância equivalente do transformador ZT1.[0087] According to figure 6, the equivalent impedance Zeq corresponds to the sum of the three-phase short-circuit impedance ZCC and the equivalent impedance of transformer ZT1.

[0088] Na equação Erro! Fonte de referência não encontrada., o fluxo de potência do barramento secundário 2 foi definido pela soma da potência demandada pelos consumidores e das perdas elétricas (PSEC e QSEC) do barramento secundário 2 com a soma da potência ativa PSAE do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 (definida pela técnica de controle de movimento dos limiares de operação) e da potência reativa QSAE, a qual se deseja definir para variar a tensão V2 do barramento secundário 2 a um determinado valor.
P+jQ= (PSAE+PSEC)+ j(QSAE+QSEC) equação (7).[0088] In the Error equation! Reference source not found., the power flow of the secondary bus 2 was defined by the sum of the power demanded by the consumers and the electrical losses (PSEC and QSEC) of the secondary bus 2 with the sum of the active power PSAE of the energy storage system medium-range voltage 3 (defined by the technique of motion control of the operating thresholds) and the reactive power QSAE, which one wants to define in order to vary the voltage V2 of the secondary bus 2 to a given value.
P+jQ= (PSAE+PSEC)+ j(QSAE+QSEC) equation (7).

[0089] Pode-se relacionar a potência reativa necessária para variar a tensão V2 do barramento secundário 2 para um nível de tensão desejado Vdes2 com a tensão medida V2med do barramento secundário 2 através da equação Erro! Fonte de referência não encontrada.:

em que:

A = 4V42X2ea -4(X2ea+R2ea)[P2(X2ea+R2ea)+2P2V22Rea+V42-V22V12] . equação (9).[0089] You can relate the reactive power required to vary the voltage V2 of secondary bus 2 to a desired voltage level Vdes2 with the measured voltage V2med of secondary bus 2 through the equation Erro! Reference source not found.:

on what:

A = 4V42X2ea -4(X2ea+R2ea)[P2(X2ea+R2ea)+2P2V22Rea+V42-V22V12] . equation (9).

[0090] A tensão desejada Vdes2 para o barramento secundário 2 é definida conforme apresentado na equação Erro! Fonte de referência não encontrada.. Caso a tensão medida Vmed2 no barramento secundário 2 seja maior que um valor de tensão máximo de referência Vmaxref, a tensão desejada Vdes2 desse barramento secundário 2 deve ser igual à tensão nominal Vnom de fase do sistema. Do contrário, se a tensão medida Vmed2 no barramento secundário 2 for menor que o valor de tensão máximo de referência Vmaxrdf, a tensão desejada Vdes2 desse barramento secundário 2 deve ser igual à tensão em vazio do transformador Vtransf0.

em que:
Vtransf0: tensão em vazio/aberto do transformador (tensão de Thévenin) (pu);
Vminref: tensão mínima de referência (pu);
Vmaxref: tensão máxima de referência (pu);
Vnom: tensão nominal de fase do sistema (pu).[0090] The desired voltage Vdes2 for secondary bus 2 is defined as shown in the equation Erro! Reference source not found.. If the measured voltage Vmed2 on secondary bus 2 is greater than a maximum reference voltage value Vmaxref, the desired voltage Vdes2 of that secondary bus 2 must be equal to the rated phase voltage Vnom of the system. On the other hand, if the measured voltage Vmed2 on secondary bus 2 is lower than the maximum reference voltage value Vmaxrdf, the desired voltage Vdes2 of this secondary bus 2 must be equal to the transformer no-load voltage Vtransf0.

on what:
Vtransf0: no-load/open voltage of the transformer (Thevenin voltage) (pu);
Vminref: minimum reference voltage (pu);
Vmaxref: maximum reference voltage (pu);
Vnom: rated system phase voltage (pu).

[0091] O valor de tensão máximo de referência Vmaxref é definido de modo que a tensão nos consumidores permaneça dentro da faixa adequada de operação, para o qual foi escolhido o valor de 1, 035 pu.[0091] The maximum reference voltage value Vmaxref is defined so that the voltage in the consumers remains within the proper operating range, for which the value of 1.035 pu was chosen.

[0092] Uma vez definida a potência reativa QSAE através da equação (8), injetada pelo sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, necessária para variar a tensão medida para a tensão desejada Vdes2, verifica-se se o sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 possui capacidade disponível para fornecer tal potência reativa QSAE.[0092] Once the reactive power QSAE is defined through equation (8), injected by the medium-sized energy storage system 3, necessary to vary the measured voltage to the desired voltage Vdes2, it is verified whether the energy storage system Midrange Power 3 has available capacity to provide such QSAE reactive power.

[0093] Caso a potência reativa QcalcSAEnecessária calculada implique em sobrecarga do inversor, sendo maior que a potência reativa limite máxima do sistema de armazenamento de energia, a potência reativa injetada/absorvida pelo sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 é limitada para que o inversor não opere sobrecarregado, ou seja, é igualada à potência reativa limite máxima QlimSAE, conforme definido na equação Erro! Fonte de referência não encontrada..

[0093] If the calculated reactive power QcalcSAEnecessary implies an overload of the inverter, being greater than the maximum limit reactive power of the energy storage system, the reactive power injected/absorbed by the medium-sized energy storage system 3 is limited so that the inverter does not operate overloaded, that is, it is equal to the maximum limit reactive power QlimSAE, as defined in the equation Erro! Reference source not found..

[0094] O fluxograma apresentado na figura 7 elucida as etapas da técnica de controle de variação de tensão utilizando a capacidade do inversor, de acordo com o método de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, que compreende as etapas de:

- medir 7. 1 a tensão V2 no ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 (ou seja, medir no barramento secundário 2); e medir 7. 1 as demandas ativa e reativa agregadas PSEC e QSEC a jusante do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3;

em que, se a tensão medida Vmed2 no ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte (3) for maior que um valor de tensão máximo de referência Vmaxref, a tensão desejada V2des no ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte (3) deve ser igual à tensão nominal Vnom de fase do sistema de armazenamento de energia de médio porte 7. 2; e
em que, se a tensão medida V2med no ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte (3) for menor que o valor de tensão máximo de referência Vmaxref, a tensão desejada Vdes2 do ponto de instalação do sistema de armazenamento de energia de médio porte (3)deve ser igual à tensão em vazio do transformador Vtransf0 7. 3;

- calcular a potência reativa 7. 4; em que o cálculo da potência reativa QSAE é realizado utilizando a equação (8):

em que:

A = 4V42X2ea - 4(X2ea + R2ea)[P2(X2ea+R2ea) + 2P2V22Rea + V42 - V22V21] equação (9)

- se a potência reativa QSAE calculada for maior que a potência reativa limite máxima QlimSAE do sistema de armazenamento de energia de médio porte 3, a potência reativa QSAE injetada/absorvida pelo sistema de armazenamento de energia de médio porte é igualada à potência reativa limite máxima 7. 5;
- se existir mais pontos de operação do sistema de armazenamento de energia, o método recomeça 7. 6 pela etapa de medição 7.1.

[0094] The flowchart shown in figure 7 elucidates the steps of the voltage variation control technique using the inverter capacity, according to the autonomous control method for a medium-sized energy storage system 3 installed in a power supply system. distribution of electricity, which comprises the steps of:

- measure 7. 1 the voltage V2 at the installation point of the medium-sized energy storage system 3 (ie measure on the secondary bus 2); and measure 7. 1 the aggregated active and reactive demands PSEC and QSEC downstream of the installation point of the medium-sized energy storage system 3;

where, if the measured voltage Vmed2 at the installation point of the medium-sized energy storage system (3) is greater than a maximum reference voltage value Vmaxref, the desired voltage V2des at the installation point of the energy storage system midrange (3) should be equal to the rated phase voltage Vnom of midrange energy storage system 7. 2; It is
where, if the measured voltage V2med at the installation point of the medium-sized energy storage system (3) is less than the maximum reference voltage value Vmaxref, the desired voltage Vdes2 of the installation point of the energy storage system medium-sized (3) must be equal to the no-load voltage of the transformer Vtransf0 7. 3;

- calculate the reactive power 7. 4; in which the calculation of the QSAE reactive power is performed using equation (8):

on what:

A = 4V42X2ea - 4(X2ea + R2ea)[P2(X2ea+R2ea) + 2P2V22Rea + V42 - V22V21] equation (9)

- if the calculated QSAE reactive power is greater than the QlimSAE maximum threshold reactive power of the midrange energy storage system 3, the QSAE reactive power injected/absorbed by the midrange energy storage system is equal to the maximum threshold reactive power 7.5;
- if there are more operating points of the energy storage system, the method restarts 7. 6 by measurement step 7.1.

[0095] Complementarmente, de acordo com a presente invenção, é definido um sistema de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica. O sistema de controle autônomo de acordo com a presente invenção compreende meios para realizar cada uma das etapas do método de controle autônomo proposto pela presente invenção, o método de controle autônomo conforme descrito acima. Os referidos meios do sistema de controle autônomo da presente invenção podem compreender um ou mais meios de processamento, tais como ou mais processadores ou um ou mais computadores. Cabe notar, que o um ou mais processadores ou o um ou mais computadores podem incluir um ou mais meios de armazenamento que compreendem instruções legíveis por computador, que quando executadas por ou mais processadores ou um ou mais computadores, executam o método de controle autônomo de acordo com a presente invenção. Nesse sentido, o um ou mais meios de armazenamento podem ser um ou mais dentre: uma mídia de gravação legível por computador ou mídia de armazenamento legível por computador, memória, sinal, onda, portadora, meio não transitório legível por computador, HD, CD, DVD, entre outros.[0095] In addition, according to the present invention, an autonomous control system is defined for a medium-sized energy storage system installed in an electrical energy distribution system. The autonomous control system according to the present invention comprises means for carrying out each of the steps of the autonomous control method proposed by the present invention, the autonomous control method as described above. Said means of the autonomous control system of the present invention may comprise one or more processing means, such as one or more processors or one or more computers. It should be noted that the one or more processors or the one or more computers may include one or more storage media comprising computer-readable instructions, which when executed by one or more processors or one or more computers, perform the method of autonomous control of according to the present invention. In this regard, the one or more storage media may be one or more of: a computer-readable recording medium or computer-readable storage media, memory, signal, wave, carrier, computer-readable non-transient medium, HDD, CD , DVD, among others.

DEMONSTRATION OF THE PERFORMANCE OF THE METHOD OF THE PRESENT INVENTION

[0096] O circuito secundário ilustrado na figura 8 é utilizado para avaliar a eficácia do método de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, de acordo com a presente invenção.[0096] The secondary circuit illustrated in figure 8 is used to evaluate the effectiveness of the autonomous control method for a medium-sized energy storage system 3 installed in an electrical energy distribution system, according to the present invention.

[0097] Conforme ilustração da figura 8, a rede secundária atende 70 unidades consumidoras, que são divididas entre: 9 monofásicas, 59 bifásicas e 2 trifásicas. Os perfis de demanda das unidades consumidoras ou consumidores são gerados sinteticamente a fim de se obter uma alta resolução (isto é, 1 minuto). De acordo com o exemplo proposto e ilustrado na figura 8, a potência nominal do transformador é de 75 kVA e a potência de curto-circuito trifásica é de 77, 36 MVA, referente ao lado primário do transformador. A potência total de geração solar fotovoltaica instalada no circuito secundário do transformador corresponde a 15 kWp, sendo distribuída em 10 consumidores (cerca de 15% de penetração).[0097] As illustrated in Figure 8, the secondary network serves 70 consumer units, which are divided into: 9 single-phase, 59 two-phase and 2 three-phase. The demand profiles of consumer units or consumers are synthetically generated in order to obtain a high resolution (ie 1 minute). According to the example proposed and illustrated in figure 8, the nominal power of the transformer is 75 kVA and the three-phase short-circuit power is 77.36 MVA, referring to the primary side of the transformer. The total power of photovoltaic solar generation installed in the secondary circuit of the transformer corresponds to 15 kWp, being distributed among 10 consumers (about 15% penetration).

[0098] O desempenho detalhado da técnica de movimento dos limiares de operação ao longo de uma semana pode ser avaliado através da figura 9(a) e da figura 9(b).[0098] The detailed performance of the technique of movement of the operating thresholds over a week can be evaluated through figure 9(a) and figure 9(b).

[0099] De acordo com a figura 9(a), nota-se que tanto durante a operação no dia 1 quanto durante a operação no dia 2, o sistema de armazenamento de energia de médio porte 3 não atingiu o estado mínimo nem o estado máximo de carga, fazendo com que o modo de controle de avanço dos limiares de operação incrementasse o limiar de operação inferior de carregamento e decrementasse o limiar de operação superior de descarregamento. Tais avanços dos limiares de operação podem ser mais bem observados pelas linhas horizontais, perpendiculares ao gráfico, indicadas na mesma figura 9(a).[0099] According to figure 9(a), it is noted that both during operation on day 1 and during operation on day 2, the medium-sized energy storage system 3 did not reach the minimum state nor the state maximum load, causing the advance control mode of the operation thresholds to increase the lower operation threshold for loading and decrease the upper operation threshold for unloading. Such advances in the operating thresholds can be better observed by the horizontal lines, perpendicular to the graph, indicated in the same figure 9(a).

[00100] Particularmente, para o dia 2, verifica-se que durante o descarregamento do sistema de armazenamento de energia não foi possível sustentar o limiar de operação superior apesar de haver energia suficiente para tal. Isto ocorreu porque a potência de descarregamento requerida para manter de forma limitada a demanda agregada do transformador era superior à potência nominal do sistema de armazenamento de energia. Assim, este sistema descarregou em potência nominal durante este intervalo, o que resultou em um pico de demanda no perfil de carregamento do transformador. Contudo, este pico de demanda ainda é consideravelmente menor do que o pico de demanda para o caso sem a operação do sistema de armazenamento de energia.[00100] Particularly, for day 2, it appears that during the unloading of the energy storage system it was not possible to sustain the upper operating threshold despite having enough energy to do so. This occurred because the unloading power required to maintain the transformer's aggregate demand in a limited way was greater than the nominal power of the energy storage system. Thus, this system discharged at rated power during this interval, which resulted in a peak demand in the transformer loading profile. However, this peak demand is still considerably lower than the peak demand for the case without the operation of the energy storage system.

[00101] Já para os dias 3, 4 e 5, o sistema de armazenamento de energia de médio porte atingiu o estado mínimo de carga durante a operação. Deste modo, incrementou-se o limiar de operação inferior de descarregamento conforme proposto pelo modo de controle de recuo dos limiares de operação, a fim de ceifar o pico de demanda apropriadamente. Como o estado de carga do sistema de armazenamento de energia de médio porte não atingiu o estado máximo de carga continuou-se incrementando o limiar de operação inferior de carregamento até o dia 5.[00101] As for days 3, 4 and 5, the medium-sized energy storage system reached the minimum state of charge during operation. Thus, the unloading lower operating threshold was increased as proposed by the operating thresholds recoil control mode, in order to appropriately harvest the demand peak. As the state of charge of the medium-sized energy storage system did not reach the maximum state of charge, the lower charging operating threshold continued to be increased until day 5.

[00102] Para o dia 6, verificou-se que o modo de controle de recuo dos limiares de operação, que ocorreu devido ao completo descarregamento do sistema de armazenamento de energia de médio porte no dia 5, foi adequado e ajustou um novo patamar para o limiar de operação superior de descarregamento, o que evitou que no dia 6 o sistema de armazenamento de energia de médio porte atingisse o estado mínimo de carga. Por outro lado, nota-se que o sistema de armazenamento de energia de médio porte atingiu o estado máximo de carga, o que desencadeou o modo de controle de recuo dos limiares de operação para o limiar de operação inferior de carregamento para o dia seguinte.[00102] For the 6th, it was verified that the control mode of retreat of the operating thresholds, which occurred due to the complete discharge of the medium-sized energy storage system on the 5th, was adequate and set a new threshold for the upper unloading operating threshold, which prevented the medium-sized energy storage system from reaching the minimum state of charge on day 6. On the other hand, it is noted that the medium-sized energy storage system reached the maximum state of charge, which triggered the control mode to retreat from the operating thresholds to the lower operating threshold of charging for the next day.

[00103] Finalmente, no dia 7, nenhum limite de estado de carga foi atingido pela operação do sistema de armazenamento de energia. Assim, aplicou-se o modo de controle de avanço dos limiares de operação para ambos, o limiar de operação superior e limiar de operação inferior.[00103] Finally, on day 7, no state of charge limit was reached by the operation of the energy storage system. Thus, the operating threshold advance control mode was applied to both the upper operating threshold and the lower operating threshold.

[00104] Após avaliar o desempenho do sistema de armazenamento de energia de médio porte em reduzir o pico de demanda e melhorar o fator de carga do transformador, conforme figura 9(a) e figura 9(b), analisa-se o desempenho em conjunto com a técnica de controle de regulação de tensão utilizando a capacidade não aproveitada do inversor.[00104] After evaluating the performance of the medium-sized energy storage system in reducing peak demand and improving the transformer load factor, as shown in figure 9(a) and figure 9(b), the performance in in conjunction with the voltage regulation control technique using the untapped capacity of the inverter.

[00105] Na figura 10, observa-se o perfil de tensão de uma fase de um consumidor durante uma semana. Esse perfil de tensão do consumidor foi obtido com simulações de fluxo de carga série temporal com resolução de 1 minuto, de acordo com as curvas de carga e geração adotadas nestes estudos, sendo posteriormente subamostrado para resolução de 10 minutos a fim de avaliar a qualidade da tensão de atendimento em regime permanente, conforme regulamentado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Utilizou-se o valor médio da tensão em cada janela de 10 minutos para conversão da resolução de 1 minuto para 10 minutos.[00105] In figure 10, the voltage profile of a phase of a consumer is observed during a week. This consumer voltage profile was obtained with time series load flow simulations with a resolution of 1 minute, according to the load and generation curves adopted in these studies, and subsequently subsampled to a resolution of 10 minutes in order to assess the quality of the supply voltage in permanent regime, as regulated by the National Electric Energy Agency (ANEEL). The average voltage value in each 10-minute window was used to convert the resolution from 1 minute to 10 minutes.

[00106] Com relação à qualidade da tensão de atendimento, analisando-se apenas a fase presente na Figura 10, verificou-se que o limite de tensão adequado é transgredido durante alguns instantes para o perfil de tensão sem a operação do sistema de armazenamento de energia de médio porte SAE. Estes instantes de transgressão do limite de tensão corresponderam a 5, 1% do tempo operacional medido, o que resulta em atendimento precário ao consumidor.[00106] With regard to the quality of the service voltage, analyzing only the phase shown in Figure 10, it was found that the appropriate voltage limit is transgressed for a few moments for the voltage profile without the operation of the data storage system. medium-sized power SAE. These instants of transgression of the voltage limit corresponded to 5.1% of the measured operating time, which results in precarious customer service.

[00107] Por outro lado, com o sistema de armazenamento de energia de médio porte em operação, nota-se que não houve violação do limite superior, representado pela linha pontilhada superior, na figura 10. Desta forma, expandindo esta análise feita em apenas um consumidor a todos os demais, observa-se que 15 consumidores apresentaram transgressão da tensão de atendimento, o que corresponde a aproximadamente 21% dos consumidores. Com o sistema de armazenamento de energia de médio porte operando conforme o método e as técnicas da presente invenção reduziu-se a zero o número de consumidores com transgressões de tensão de atendimento.[00107] On the other hand, with the medium-sized energy storage system in operation, it is noted that there was no violation of the upper limit, represented by the upper dotted line, in figure 10. Thus, expanding this analysis made in just one consumer to all the others, it is observed that 15 consumers presented service tension transgression, which corresponds to approximately 21% of consumers. With the medium-sized energy storage system operating according to the method and techniques of the present invention, the number of consumers with service voltage transgressions was reduced to zero.

[00108] Por fim, confrontou-se a técnica de controle de movimento dos limiares de operação com uma técnica ótima. Esta técnica ótima consiste em saber a priori o perfil de carregamento do transformador para definir os melhores ajustes de limiar de superior de descarregamento e limiar de operação inferior de carregamento do sistema de armazenamento de energia. Enfatiza-se que tal condição ótima é impossível em aplicações práticas. Desta forma, apresenta-se na Figura 11 o perfil de carregamento do transformador ao longo de uma semana para os casos com o sistema de armazenamento de energia de médio porte operando por meio da técnica de controle movimento de limiares, de acordo com a presente invenção, e pela técnica ótima.[00108] Finally, the technique of controlling the movement of the operating thresholds was confronted with an optimal technique. This optimal technique consists of knowing a priori the load profile of the transformer to define the best adjustments for the upper unloading threshold and the lower operating threshold for loading the energy storage system. It is emphasized that such an optimal condition is impossible in practical applications. Thus, Figure 11 shows the load profile of the transformer over a week for cases with a medium-sized energy storage system operating using the threshold movement control technique, in accordance with the present invention. , and for the excellent technique.

[00109] Nota-se que a distância dos pontos de operação de carregamento e descarregamento calculados pela técnica de controle de movimento dos limiares de operação, flutuou em relação ao ponto ótimo no decorrer da semana. A operação do sistema de armazenamento de energia se aproximou do ponto ótimo até o dia 4, sendo posteriormente afastado nos dias seguintes (principalmente no dia 7) porque o estado de carga do sistema de armazenamento de energia de médio porte atingiu tanto o estado mínimo de carga durante o dia 5 quanto o estado máximo de carga durante o dia 6. Sendo assim, é possível afirmar que o método de acordo com a presente invenção, utilizando a técnica de controle de movimento dos limiares de operação, consegue reproduzir com considerável eficácia o perfil de demanda do transformador considerado como ótimo.[00109] It is noted that the distance of the loading and unloading operating points calculated by the motion control technique of the operating thresholds, fluctuated in relation to the optimal point during the week. The operation of the energy storage system approached the optimal point until day 4, being later removed in the following days (mainly on day 7) because the state of charge of the medium-sized energy storage system reached both the minimum state of load during day 5 and the maximum state of charge during day 6. Therefore, it is possible to state that the method according to the present invention, using the technique of movement control of the operating thresholds, manages to reproduce with considerable efficiency the transformer demand profile considered optimal.

[00110] O objeto da presente invenção aqui descrito, o método de controle autônomo para um sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em um sistema de distribuição de energia elétrica, pode ser aplicado para qualquer sistema de armazenamento de energia de médio porte instalado em qualquer ponto de qualquer sistema de distribuição de energia elétrica. Reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às concretizações ou configurações particulares acima descritas.[00110] The object of the present invention described here, the autonomous control method for a medium-sized energy storage system installed in an electrical energy distribution system, can be applied to any medium-sized energy storage system installed at any point in any electrical power distribution system. It reinforces the fact that the present invention is not limited to the particular embodiments or configurations described above.

Claims

Autonomous control method for a medium-sized energy storage system (3), SAE, installed in an electrical energy distribution system, characterized by the fact that it comprises the steps of:

- charging the medium-sized energy storage system (3) with active power (PSAE), while an aggregated active demand (PSEC) of a secondary circuit downstream of the point of installation of the medium-sized energy storage system (3 ) is less than a lower operating threshold (Pcar );

where the aggregated active demand (PSEC) is calculated as the sum of the active power demanded by consumers plus electrical losses;

- discharge active power (PSAE) of the medium-sized energy storage system (3), while the aggregate active demand (PSEC) of the secondary circuit downstream of the installation point of the medium-sized energy storage system (3) is greater than an upper operating threshold (Pdesc).

Method according to claim 1, characterized in that it further comprises:

- measure aggregate active demand (PSEC) over the first day of operation (5.1);
- obtain a minimum aggregate demand (P0min) and a maximum aggregate demand (P0max) for the first day of operation (5.2).

Method according to claim 2, characterized in that it further comprises:

- adjust a lower operation threshold value (P1car) to be equal to the minimum aggregate demand (P0min) for the first day of operation (5.3);
- adjust an upper operating threshold value (P1desc) to be equal to the maximum aggregate demand (P0max) for the first day of operation (5.3).

Method according to claim 3, characterized in that it further comprises:

- adjust the lower operating threshold value (Picar) of the current operating day to a new lower operating threshold value for the following day (Pi+1car) to the current operating day, according to the operating conditions of the day current operation.

Method according to claim 4, characterized in that, after the current day of operation, if the maximum state of charge (SoCimax) of the medium-sized energy storage system (3) is less than the limit of the maximum state (SoClimmax) of the medium-sized energy storage system (3), the lower operating threshold value (Picar) for the current operating day is incremented, setting the new lower operating threshold (Pi+1car) to the next day (5.4).

Method according to claim 5, characterized by the fact that the lower operating threshold (Pi+1car) for the next day is calculated by equation (2):
ΔPick = Pi+1Pick - Chop = K . PnomSAR (SoClimmax - SoCimax), if SoCimax< Soelimmax equation (2),
where K is a restricting factor (%) for this increment.

Method according to claim 4, characterized in that, after the current day of operation, if the maximum state of charge (SoCimax) of the medium-sized energy storage system (3) is equal to or greater than the limit maximum state of charge (SoClimmax) of the medium-sized energy storage system (3); and the value of the minimum transformer demand (Pimin) is lower than the lower operating threshold for the current operating day (Picar), the lower operating threshold for the current operating day (Picar) is decremented, defining the new threshold of lower operation (Pi+1car) for the next day (5.6).

Method according to claim 7, characterized by the fact that the lower operating threshold (Pi+1car) for the following day is calculated by equation (4):
ΔPick = Pi+1Pick - Chop = -K. (Pick-Pimin), if Prick > Pimin equation (4),
where K is a restrictive factor (%) for this decrement.

Method according to claim 3, characterized in that it further comprises:

- adjust the upper operating threshold value (Pidesc) of the current operating day to a new upper operating threshold value for the next day (Pi+1desc) to the current operating day, according to the operating conditions of the day current operation.

Method according to claim 9, characterized in that, after the current day of operation, if the minimum state of charge (SoCimin) of the medium-sized energy storage system (3) is greater than the threshold of the state of minimum load (SoClimmin) of the midrange energy storage system (3), the upper operating threshold value (Pidesc) for the current operating day is decremented, setting the new upper operating threshold (Pi+1desc) to the next day (5.5).

Method according to claim 10, characterized in that the upper operating threshold for the next day is calculated by equation (3):
ΔPidesc = Pi+1desc - Pidesc = K. PnomSAE. (SoClimmin - SoCimin), if SoCimin > SoClimmin equation (3),
where K is a restrictive factor (%) for this decrement.

Method according to claim 9, characterized by the fact that, after the current operating day, if the upper operating threshold (Pidsc) of the current operating day is less than the maximum transformer demand (Pimax) for the same day , increment the upper operating threshold (Pidesc) for the current operating day, defining a new upper operating threshold (Pi+1desc) for the following day (5.7).

Method according to claim 12, characterized by the fact that the upper operating threshold (Pi+1desc) for the following day is calculated by equation (5):
ΔPidesc = Pi+1desc - Pidesc = + K(Pimax - Pidesc), if Pidesc < Pimax equation (5),
where K is a restricting factor (%) for this increment.

Method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it further comprises:

- measure (7.1) the voltage (V2) at the installation point of the medium-sized energy storage system (3); and measure (7.1) the aggregated active and reactive demands (PSEC and QSEC) downstream of the medium-sized energy storage system installation point (3).

Method according to claim 14, characterized in that if the measured voltage (V2med) at the point of installation of the medium-sized energy storage system (3) is greater than a maximum reference voltage value (Vmaxref), the desired voltage (V2des) of the installation point of the medium-sized energy storage system (3) must be equal to the rated phase voltage (Vnom) of the medium-sized energy storage system (7.2).

Method according to claim 14, characterized in that if the measured voltage (Vmed2) at the installation point of the medium-sized energy storage system (3) is lower than the maximum reference voltage value (Vmaxref), the desired voltage (Vdes2) of the installation point of the medium-sized energy storage system (3) must be equal to the open voltage of the transformer (Vtransf0) (7.3).

Method according to any one of claims 15 or 16, characterized in that it further comprises: - calculating (7.4) the reactive power (QSAE), in which the calculation of the reactive power (QSAE) is performed using the equation ( 8):

on what:

A = 4V42X2ea-4(X2ea+R2ea)[P2X2ea+R2ea)+2P2V22Rea+V42-V22V21] equation (9);
where if the calculated reactive power (QSAE) is greater than the maximum threshold reactive power (QlimSAE) of the midrange energy storage system (3), the reactive power (QSAE) discharged by the midrange energy storage system (3) is equal to the maximum limit reactive power (QlimSAE) (7.5).

Autonomous control system for a medium-sized energy storage system (3), SAE, installed in an electrical energy distribution system, characterized by the fact that it comprises:
means for carrying out the steps of the method as defined in any one of claims 1 to 17.

Computer-readable storage media, characterized by comprising instructions, which when executed by one or more processors or one or more computers, perform the method as defined in any one of claims 1 to 17.