Uma equipe de pesquisa da Universidade de Queensland vem buscando enfrentar os desafios de integração renovável híbrida, expandindo os recursos de sua plataforma de pré-comissionamento hardware-in-the-loop (HIL) que permite que os limites do mundo real, a estabilidade e os sistemas de controle de projetos renováveis de grande escala sejam testados antes de serem construídos.
O professor associado Richard Yan, da Escola de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação da Universidade de Queensland, relatou que o projeto busca reduzir o risco do processo de comissionamento de usinas híbridas, levando a uma diminuição no custo e no tempo necessários para alcançar uma conexão de rede bem-sucedida.
“As fontes de energia híbridas são uma parte essencial da transição para a energia renovável na Austrália, mas integrar esses sistemas de forma eficaz é um desafio complexo”, disse ele.
“A abordagem de teste atual geralmente envolve simulações demoradas sob condições limitadas, o que pode levar a problemas durante a fase de comissionamento. A expansão de nossa plataforma de teste HIL estabelecida nos permitirá simular cenários da vida real, identificando possíveis problemas mais cedo.”
Historicamente, os projetos renováveis dependem de simulações baseadas em software para testar seus sistemas antes de construir a infraestrutura, com modelos muitas vezes não testados e validados adequadamente em relação ao hardware até que sejam incorporados à rede. Isso pode levar a problemas que surgem durante a fase de comissionamento de um projeto, o que pode adicionar tempo e custo ou resultar na redução da produção permitida.
A plataforma HIL, desenvolvida em colaboração com a empresa de engenharia elétrica EPEC Group e apoiada pela Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA), reúne hardware de controle com simulações de software de componentes passivos para garantir que os geradores de energia renovável sejam testados em condições reais antes de entrarem em operação.
Recentemente implantada em um projeto solar de 50 MW, a plataforma HIL identificou mais de 15 problemas de integração e sistema de controle antes da conexão à rede, com os pesquisadores dizendo que isso reduziu o tempo de comissionamento em aproximadamente cinco meses.
Yan afirmou que expandir os recursos da plataforma HIL para uso na concepção e validação de projetos híbridos eliminará vários atrasos no processo e aumentará a conveniência da conexão e entrega de projetos para a transição para energia limpa.
“Ao identificar problemas de estabilidade antes do comissionamento, podemos reduzir significativamente o risco de atrasos e custos inesperados”, disse ele. “Essa abordagem simplificará o processo de conexão de usinas de energia renovável à rede, apoiando a transição energética da Austrália.”
A equipe de pesquisa disse que a plataforma HIL expandida será usada para avaliar a estabilidade do controlador de projeto híbrido sob uma ampla gama de condições operacionais. Os dados de desempenho serão coletados, analisados e usados para determinar a região de estabilidade e permitir o ajuste do controlador. Os resultados serão então sintetizados em uma ferramenta de automação e testados em um HRPP do mundo real para validar o desempenho do projeto do controlador.
“Essa abordagem permitirá que instabilidades sejam identificadas na fase de pré-comissionamento”, disseram os pesquisadores. “Os problemas de design do controlador de projeto podem ser resolvidos no início do desenvolvimento, com menos custo e atraso do que encontrar essas instabilidades posteriormente no comissionamento ou nas operações.”
O diretor de desenvolvimento e transações de negócios da ARENA, Carl Christiansen, relatou que os projetos híbridos de geração renovável e armazenamento de energia estão se tornando mais prevalentes na Austrália, mas observou que eles incluem um número maior de parâmetros de controle e cenários operacionais que precisam ser gerenciados.
“Estamos vendo uma forte tendência de mercado para geradores híbridos na Austrália, que combinam tecnologias de acompanhamento e formação de rede”, afirmou. “No entanto, o processo de aprovação da conexão à rede continua sendo um desafio importante.”
“Este projeto ajudará a acelerar o processo de aprovação de conexão para acelerar a implantação de nova capacidade de geração renovável no sistema.”
O Estudo de Design de Controle da Universidade de Queensland para Energias Renováveis Híbridas, previsto para ser executado até abril de 2027, é uma colaboração entre a escola e os principais parceiros do setor, incluindo a EPEC, a operadora de rede de Queensland Powerlink, a Operadora do Mercado de Energia Australiana (AEMO) e o braço australiano da especialista alemã em eletrônica de potência SMA.
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