[pt] Um gerador de pasta de gelo foi desenvolvido para o estudo experimental de suas características de transferência de calor. Uma das características da pasta de gelo é que pode ser bombeada como qualquer líquido. O gerador de pasta de gelo é um evaporador, do tipo trocador de calor de superfície raspada com intensificação mecânica de transferência de calor. Foi estabelecida a influência de vários parâmetros na transferência de calor no gerador de pasta de gelo: a vazão mássica, a velocidade de rotação do raspador, a temperatura da parede na interface, a temperatura de operação da solução aquosa, entre outros. Estudou-se tanto a transferência de calor com ou sem mudança de fase. Utilizaram-se soluções aquosas de etanol com diferentes concentrações. A pasta de gelo era produzida continuamente sem acumulação no evaporador. O gerador era parte de um sistema integral contendo os seguintes componentes: o sistema de medição da fração de gelo on-line, através da medição da massa específica da pasta de gelo; uma bomba helicoidal de cavidade progressiva, que permitia controlar a vazão, por meio de um variador de freqüência; um aquecedor elétrico, atuando como carga térmica, com a possibilidade de variar a capacidade desta carga térmica e, com isto, o controle da temperatura de operação do sistema; e o sistema de aquisição de dados. Foi estabelecido um modelo para determinar, experimentalmente, o número de Nusselt e, por conseguinte, o coeficiente interno de transferência de calor da pasta de gelo. Utilizou-se uma unidade condensadora convencional, com R22 como fluido refrigerante. A pasta de gelo resultante era bombeada continuamente em um circuito fechado, assegurando o estudo de um fluido homogeneamente distribuído, visto que o circuito não permitia a acumulação de pasta de gelo. Os sistemas de geração de pasta de gelo apresentam potencial para reduzir significativamente os custos de capital inicial e operação, quando comparados com tecnologias de sistemas de termoacumulação estáticos de gelo ou dinâmicos, como o ice harvesting. / [en] An ice slurry generator for was developed for the experimental study of its heat transfer characteristics. One of the main characteristic of ice slurry is that it can be pumped as any liquid. The ice slurry generator is an evaporator, with mechanical heat transfer enhancement, by surface scraping. The dependence of several parameters on heat exchanger performance was established. They included: mass flow rate, scraped rotational velocity, surface temperature, solution operating temperature. Single and two-phase flow was studied. Aqueous ethanol solutions, of different concentrations, were used. Ice slurry was produced on a continuous basis. The experimental apparatus consisted of the heat exchanger itself, an on-line ice mass fraction measurement device, a helicoidal positive displacement variable flow rate pump, an electrical heater, the data acquisition system and a R22 condensing unit. The ice slurry was pumped continuously on a closed circuit, providing a homogeneous fluid, as no accumulation of ice was possible. Ice slurry systems have the potential of significant reduction on capital and maintenance costs, when compared to traditional technologies, static or dynamic, of ice thermoaccumulation.

Os Sistemas de Armazenamento a Baterias (SAEB) têm demonstrado uma grande flexibilidade de aplicações em melhorias e resoluções de problemas em Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEEs). Grandes variações no valor de tensão dentro de um período, seja diário ou semanal, são observados devido à predominante topologia radial dos SDEEs e o constante aumento da utilização de Geradores Distribuídos (GDs). Pelas características de operar como carga ou geração, os SAEBs podem ser utilizados para melhorar o perfil de tensão. No entanto, as restrições de operação desses dispositivos tornam dificultoso identificar bons momentos de atuação e barramentos de alocação para este propósito. Geralmente, essa atuação é tratada de uma forma dependente dos GDs, porém essa abordagem não permite que os SAEBs possam operar em momentos independentes a fim de melhorar o perfil de tensão do SDEE. Desta forma, neste trabalho é desenvolvida uma abordagem para o planejamento da alocação e atuação do SAEB, utilizando uma modificação no algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) de forma que o SAEB possa atuar independente dos GDs e ser alocado em outras barras, com o objetivo de melhorar o perfil de tensão. As soluções são analisadas através de simulações de Monte Carlo para investigar o comportamento em diversas situações de curva de carga. Os resultados demonstram que a abordagem proposta busca encontrar boas alocações e atuações e que os parâmetros técnicos dos SAEBs, como capacidade de energia armazenada e potência nominal do inversor, influenciam diretamente nos resultados. / Battery Energy Storage Systems (BESS) have demonstrated great flexibility of applications in improvements and problem-solving in Electrical Distribution Systems (DSs). Significant variations in the nominal voltage value within a period, either daily or weekly, are observed due to the predominant radial topology of the DSs and the constant increase of the use of Distributed Generators (DGs). By the characteristics of operating as load or generation, SAEBs can be used to improve the voltage profile. However, the restrictions of these devices make it difficult to identify good operating moments and allocation buses for this purpose. Generally, this operation is treated in a way dependent on the DGs, but this strategy does not allow the BESS to operate at independent moments to improve the voltage profile of the SDEE. Thus, in this work an approach is developed for SAEBs allocation and operation planning, using a modification in the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm so that the SAEB can operate independently of the GDs and be allocated in other bars, with the objective to improve the voltage profile. The solutions are analyzed through Monte Carlo simulations to investigate the behavior in various load curve situations. The results demonstrate that the proposed approach seeks to find proper allocations and actions and that the technical parameters of SAEBs directly influence the results.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-12T17:46:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertaccao_Gerenciamento_Otimo_Sistema.pdf: 2488891 bytes, checksum: 5c3f20eef98317e8bf0c75086c2ae3c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-18T16:21:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertaccao_Gerenciamento_Otimo_Sistema.pdf: 2488891 bytes, checksum: 5c3f20eef98317e8bf0c75086c2ae3c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertaccao_Gerenciamento_Otimo_Sistema.pdf: 2488891 bytes, checksum: 5c3f20eef98317e8bf0c75086c2ae3c7 (MD5) Previous issue date: 2018-01-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho propõe uma metodologia de gerenciamento de energia de uma rede em um campus universitário, que possui uma usina solar fotovoltaica e um sistema de armazenamento de energia, operando conectado à rede principal. O método tem como objetivo minimizar a compra de energia da rede externa aplicando a ferramenta de otimização Recozimento Simulado para determinar o perfil diário de carga e descarga do banco de baterias, considerando restrições técnicas e operacionais. Nas simulações foram consideradas a dinâmica da demanda e da disponibilidade de recurso solar, bem como da tarifa de energia ao longo do dia, aproveitando a energia armazenada em momentos de tarifa mais barata e maior disponibilidade de geração solar em momentos de pico, reduzindo assim o custo diário de operação. Os resultados evidenciaram a aplicabilidade da ferramenta de otimização, determinando pontos de operação do sistema de armazenamento que maximizaram o aproveitamento dos recursos disponíveis. / This work proposes a method of energy management of a university campus, with a photovoltaic solar generation source and a energy storage system, which are connected to the main grid. The developed method aims to minimize the purchase of energy from the external grid using the Simulated Annealing optimization method. It is considered in the simulations variable energy tariffs according to the period of the day applied by the local utility. The obtained results were satisfactory, since the applied management scheme managed to reduce energy consumption significantly throughout the day, taking advantage of the energy stored at cheaper tariff schedules and greater availability of solar generation at peak times, making a minimum daily cost while it reaches the constraints associated with the problem. The obtained results showed the applicability of the optimization method, through the determination of operating points of the battery bank that maximized the use of available resources

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-07-19T17:30:37Z No. of bitstreams: 1 PedroLeiteNeto.pdf: 15729023 bytes, checksum: 58efe211075c14c50cf9c297aa235d4f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-19T17:30:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroLeiteNeto.pdf: 15729023 bytes, checksum: 58efe211075c14c50cf9c297aa235d4f (MD5) Previous issue date: 2017-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The development of microgrids was driven by the need to supply consumers with more stable and reliable electricity. The intermittent nature of renewable sources differs from the requirements of consumers - especially in isolated areas - who expect an uninterrupted and quality energy supply. Isolated microstrips may have available one or more renewable sources to be explored, configuring hybrid systems. Although such renewable sources are inexhaustible, energy conversion systems are capacity limited and need to be explored efficiently. Hybrid systems typically include solar photovoltaic and wind, already well studied. In this thesis are introduced the oceanic energies in their gradient and tidal currents forms. This thesis contributes to the efficient exploration of the oceanic sources, both as a single source as well as in a hybrid configuration. In relation to the isolated operation, the storage system is of fundamental importance. Considering the high costs of a battery bank over the total cost of the system, operating strategies that preserve its useful life while maintaining uninterrupted power supply are mandatory. Considering these aspects, in this work is proposed a dual energy storage system composed of two subsystems with diversified functions and submitted to different chage/discharge conditions. The purpose of this new strategy is a more efficient use of the storage system, since this operating regime becomes closer to the recommended by the battery manufacturers. The benefits of this strategy are reflected in the overall cost reduction of the microgrid. In order to achieve optimum operating strategies, a more accurate mathematical model of the batteries is used to reproduce the behavior of the batteries in a more realistic way. In addition, it is investigated the performance of operating strategies that allow maximum benefits to be obtained through the diversification of the microgrid energy matrix, by including hydrokinetic tidal sources. The motivation for including this source lies in its high potential, especially on the northern coast of Brazil. These benefits should be evaluated mainly through the more efficient use of the storage system as well as the reduction of the participation of fossil fuel units in the operation of isolated microgrids. / O desenvolvimento das microrredes foi impulsionado pela necessidade de suprir os consumidores com eletricidade de forma mais estável e confiável. A natureza intermitente das fontes renováveis se contrapõe às exigências dos consumidores - especialmente em áreas isoladas - que esperam por um fornecimento de energia sem interrupções e com qualidade. As microrredes isoladas podem ter disponíveis uma ou mais fontes renováveis para serem exploradas, configurando sistemas híbridos. Embora tais fontes renováveis sejam inesgotáveis, os sistemas de conversão de energia são limitados em capacidade e devem ser explorados com eficiência. Sistemas híbridos normalmente incluem energia solar fotovoltaica e eólica, já bastante estudadas. Nesta tese são introduzidas as energias oceânicas nas suas formas de gradiente e de correntes de marés. Esta tese contribui para a exploração eficiente de fontes oceânicas, tanto na operação como fonte única assim como em configuração híbrida. No que tange a operação isolada, o sistema de armazenamento tem importância fundamental. Considerando os elevados custos de um banco de baterias sobre o custo total do sistema, estratégias de operação que preservem sua vida útil, ao mesmo tempo que mantenham o fornecimento ininterrupto de energia, são mandatórias. Diante destes aspectos, neste trabalho é proposto um sistema dual de armazenamento de energia composto de dois subsistemas com funções diversificadas e submetidos a condições de carga/descarga diferentes. O objetivo desta nova estratégia consiste no uso mais eficiente do sistema de armazenamento, uma vez que esse regime de operação se torna mais próximo daquele recomendado pelos fabricantes de baterias. Os benefícios desta estratégia são refletidos na redução dos custos globais da microrrede. Para conseguir as estratégias de operação ótima, neste trabalho é utilizado um modelo matemático mais acurado das baterias a fim de reproduzir de forma mais realista o comportamento das baterias. Além disso, é investigado o desempenho de estratégias de operação que permitam obter o máximo de benefícios decorrentes da diversificação da matriz energética da microrrede, através da inclusão de fontes hidrocinéticas maremotrizes. A motivação para a inclusão desta fonte está no seu elevado potencial, em especial no litoral norte do Brasil. Estes benefícios devem ser avaliados especialmente quanto ao uso mais eficiente do sistema de armazenamento, assim como a redução da necessidade de participação de unidades baseadas em combustível fóssil na operação de microrredes isoladas.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Carolina_ Moreno.pdf: 1431859 bytes, checksum: 0d4aa5c4361adead46314fbf8e1b8619 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Electricity is one of the main raw materials used in poultry production and it is central to operate and maintain the poultry farms in operation. An aviary requires electricity to supply the various motors and electrical devices that are part of the lighting systems, exhausting, heating, food, among others. Aiming to provide incentives for poultry producers, specifically in the state of Paraná, in 2007, the Poultry Night Program was implemented, in which the government grants discounts in electricity tariff for poultry farmers at night. In this work it was proposed different energy storage systems by using lead-acid batteries and nickel chloride and sodium batteries for supplying loads of four poultry located in the city of Francisco Alves, PR, over a year. For this, it was studied the feasibility of using energy storage systems with battery bank in the higher tariff period and charging the battery bank in the reduced tariff period, comprising of 9:30 PM to 6:00AM (next day). For this project, the two storage systems proved to be uneconomical, since the initial investments by the battery banks are very high compared with the costs avoided with electricity through the use of these systems. KEYWORDS: energy / A energia elétrica é um dos principais insumos utilizados na produção avícola, sendo fundamental para operar e manter os aviários de frango de corte em funcionamento. Um aviário necessita de energia elétrica para alimentar os diversos motores e dispositivos elétricos que compõem os sistemas de iluminação, exaustão, aquecimento, alimentação, entre outros. Visando dar incentivo aos produtores de frangos de corte, especificamente no estado do Paraná, em 2007, foi implantado o Programa Avicultura Noturna, no qual o governo concede descontos na tarifa de energia elétrica para avicultores no período noturno. Neste trabalho foram propostos diferentes sistemas de armazenamento de energia através da utilização de baterias de chumbo-ácido e baterias de cloreto de níquel e sódio para alimentar o conjunto de cargas de quatro aviários situados no município de Francisco Alves-PR, ao longo de um ano de alojamento de aves. Para isto foi estudada a viabilidade de utilização dos sistemas de armazenamento de energia através de banco de baterias no período de tarifa mais elevada e carregamento do banco de baterias no período de tarifa reduzida, que compreende das 21h 30 min às 6 horas (dia seguinte). Para este projeto, os dois sistemas de armazenamento propostos se mostraram inviáveis economicamente, uma vez que o investimento inicial dos bancos de baterias são muito elevados se comparados com os gastos evitados com energia elétrica através do uso destes sistemas.

[pt] Um sistema térmico de armazenamento da energia com pasta de cristais de gelo foi desenvolvido para aplicações de condicionamento de ar e resfriamento de processos. O sistema usa um evaporador orbital de haste, um trocador de calor vertical do tipo tubo e carcaça com intensificação mecânica de transferência de calor. A pasta de gelo é produzida continuamente sem acumulação no evaporador e é compatível com unidades condensadoras convencionais, tanques de armazenamento e bombas. Soluções aquosas diluídas ou soluções inorgânicas de salmoura promovem a formação de cristais de gelo, e o gelo líquido resultante pode ser bombeado ou por gravidade alimentar um tanque de armazenamento. O circuito hidráulico de refrigeração (carga térmica) pode ser desacoplado da produção do gelo utilizando-se o tanque de armazenamento. O armazenamento de gelo líquido fornece temperaturas consistentemente baixas à medida que se derrete o gelo, que por sua forma pode ser derretido também muito rapidamente. Com suas altas temperaturas características de evaporação e elevados fluxos do calor, os sistemas de geração de gelo líquido apresentam potencial para reduzir significativamente os custos de capital inicial e operação, quando comparados com tecnologias de sistemas estáticos de gelo ou ice harvesting. / [en] New ice crystal slurry thermal energy storage (TES) system has been developed for both HVAC and process cooling applications. The system uses an orbital rod evaporator (ORE), a vertical shell-and-tube heat exchanger with mechanical heat transfer augmentation, as a dynamic ice maker to generate liquid ice. Ice forms continuously without accumulation in the ORE and is compatible with conventional condensing units, storage tanks, and pumps. Dilute glycol or inorganic brine solutions promote formation of ice crystals, and the resulting liquid ice may be pumped or gravity fed to a storage tank. The cooling load circuit can be hydraulically decoupled from ice production at the storage tank. Stored liquid ice provides consistently low solution supply temperatures over significant portions of the ice melt period and may be melted very rapidly. With its characteristic high evaporator temperatures and high heat fluxes, ORE TES systems have the potential for significantly lower capital and operating costs than static ice or ice harvesting technologies.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2879964 bytes, checksum: c3e37ecb0614aa78a57b7162a768d8c3 (MD5) Previous issue date: 2013-06-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Energy has been an important economic, political and social factor in the world, especially since the second half of the twentieth century. It is crucial for economic and human development and fundamental to improve the population ́s life quality. In this context, the use of Distributed Generation (DG) of electrical energy has been increased attention, mainly from renewable sources. Despite the generation of solar PV is still considered not economically competitive, this technology has been promoted through governmental programs. Consequently, it has seen a strong growth in its use both in Brazil and in the world. In this study, we investigated the localization methods of distributed generation with energy storage from the point of view of the electrical energy distribution utilities. We chose to use the methodology described by Toledo, 2013 , based on the calculation of the general index (IG). This index is composed of technical, economic and environmental aspects. The economic aspect is composed of the line losses sub-index (IPL) and the load factor sub- index (IFC), the technical aspect of the voltage profile (IPT) sub-index and the reliability (IC) sub-index, and lastly, the environmental aspect is composed of the environmental sub-index (IAMB). In each sub-index was applied a set of weights that have options to value certain aspect. It was proposed to use the pre-selection criteria, in order to identify areas of great or minor interest to install the GD with energy storage, thereby reducing the universe of analysis. The pre - selection criteria were defined as: the distribution grid characterization, location, installation type, connection cost and load priority. For the analyzes we used the software for energy planning, Homer, and PSS ADEPT to calculate the power flow. The five distribution feeders analyzed are located in the metropolitan region of Belo Horizonte, Minas Gerais of the utility CEMIG. It was also analyzed the general simplified index, which is the general index less the sub-indices that depend on the calculation of the power flow, i. e., the line losses and the voltage profile. The analysis consisted of the indication of the optimal locations for the insertion of GD with energy storage. The methodology used was appropriate for the proposed goal, i. e., to determine the optimal locations for insertion of distributed generation with energy storage, from the electrical energy distribution utilities point of view. Finally, some suggestions were proposed for future work in order to improve the methodology. / Energia tem sido um dos fatores importantes para o desenvolvimento econômico, político e social ocorrido no mundo, principalmente, desde a segunda metade do século XX. É crucial para o desenvolvimento econômico e humano e fundamental para a melhoria da qualidade de vida da população. Nesse contexto, a utilização da Geração Distribuída (GD) da energia elétrica vem ganhando destaque, principalmente a advinda de fontes renováveis. Apesar da geração de energia solar fotovoltaica ser ainda considerada não competitiva economicamente, essa tecnologia vem sendo promovida por meio de programas governamentais. Consequentemente, tem se observado um forte crescimento de sua utilização tanto no Brasil como no mundo. Nesse trabalho, foram pesquisados métodos de localização da geração distribuída com armazenamento de energia do ponto de vista de concessionárias de distribuição de energia elétrica. Optou-se por utilizar a metodologia descrita por Toledo, 2013, que se baseia no cálculo do Índice Geral (IG). Esse índice é composto por aspectos técnicos econômicos e ambientais. O aspecto econômico é composto pelo sub-índice de perdas na linha (IPL) e pelo sub- índice do fator de carga (IFC), o aspecto técnico pelo sub-índice do perfil de tensão (IPT) e pelo sub-índice de confiabilidade (IC), e por último, o aspecto ambiental definido pelo sub-índice ambiental (IAMB). Em cada sub-índice foi aplicado um conjunto de pesos para que se tenham opções de valorizar determinado aspecto. Foi proposta a utilização de critérios de pré-seleção com o objetivo de identificar áreas de maior ou menor interesse para a instalação da GD com armazenamento de energia, assim diminuindo o universo de análise. Os critérios de pré-seleção foram definidos como: caracterização da rede de distribuição; localização; tipo de instalação; custo de conexão e prioridade da carga. Para as análises realizadas utilizou-se o software de planejamento energético, Homer, e o PSS ADEPT para o cálculo do fluxo de potência. Os cinco alimentadores de distribuição analisados são localizados na região metropolitana de Belo Horizonte, MG da concessionária CEMIG. Foi também analisado o índice geral simplificado, que é o índice geral menos os sub-índices que dependem do cálculo do fluxo de potência, i. e., perdas na linha e o perfil de tensão. A análise realizada consistiu de indicar locais ótimos para a inserção da GD com armazenamento de energia. A metodologia utilizada mostrou-se apropriada para o objetivo proposto, i. e., de determinar locais ótimos para a inserção da geração distribuída com armazenamento de energia, do ponto de vista de concessionárias de distribuição de energia elétrica. E por fim, foram propostas algumas sugestões para trabalhos futuros e para o aprimoramento da metodologia.

[pt] O aumento da penetração de fontes de energia intermitentes é uma realidade dentro da matriz energética brasileira. A utilização em larga escala de energia renovável diminui a flexibilidade operativa com a redução da inércia equivalente sincronizada no sistema, podendo colocar em risco a segurança e a qualidade do suprimento de energia dos sistemas elétricos de potência com a diminuição da capacidade de regulação de frequência. Com expectativas de crescimento acentuado, surgem os dispositivos de armazenamento de energia (Energy Storage Devices – ESD) como uma alternativa viável para contornar essas dificuldades, principalmente quando se trata de um sistema de potência isolado. Nesta dissertação, avalia-se o comportamento dinâmico do sistema elétrico do estado de Roraima, através de uma metodologia desenvolvida para quantificar a penetração de energia renovável intermitente em sistemas isolados. Avalia-se também como a utilização de dispositivos de armazenamento de energia podem contribuir para o controle de frequência, observando as vantagens que tais dispositivos podem acarretar nesse sistema. A construção do Mapa de Decisão pode auxiliar as análises tanto na etapa de planejamento como na fase de programação e operação dos sistemas. Nas simulações realizadas foi possível constatar que a utilização de ESD pode promover um aumento significativo na penetração de usinas renováveis intermitentes, como eólica e solar fotovoltaica, em sistemas de potência isolados / [en] The increase in the penetration of intermittent energy sources is a reality within the Brazilian energy matrix. The large-scale use of renewable energy decreases the operational flexibility with the reduction of the equivalent inertia synchronized in the system, which can endanger the safety and quality of the energy supply of electric power systems with the reduction of the frequency regulation capacity. With expectations of sharp growth, energy storage devices (ESD) appear as a feasible alternative to overcome these difficulties, particularly when it comes to an isolated power network. In this dissertation, the dynamic assessment of the electrical system of the state of Roraima is evaluated, using a methodology developed to quantify the penetration of intermittent renewable energy in isolated systems. It is also evaluated how the use of energy storage devices can contribute to frequency control, observing the advantages that such devices can bring to this system. The construction of the Decision Map can assist the analyses during the planning, programming and operation phases. In the simulations carried out, it was possible to verify that the use of ESD can promote a significant increase in the penetration of intermittent renewable plants, such as wind and solar photovoltaic, in isolated power systems.

[pt] Umas das principais características do Sistema Elétrico Brasileiro é a alta penetração de renováveis, principalmente da energia hidráulica, e com destaque para a expansão das fontes solar e eólica. No entanto, estas duas últimas têm como particularidades a inerente variabilidade e imprevisibilidade, mesmo no curto prazo. Para lidar com este problema, usinas hidrelétricas reversíveis (UHR) vem sendo consideradas com uma boa complementação às fontes intermitentes devido a sua capacidade de armazenamento de energia em períodos de baixa demanda. No Brasil, ainda não há UHRs em operação comercial, e este trabalho analisará a viabilidade econômico-financeira de sua implantação no país. Adicionalmente, será estudada a contratação ótima, sob o ponto de vista da UHR, em dois mercados, um de longo prazo e outro de curto prazo com preços de liquidação de diferenças (PLD) horários. / [en] One of the main characteristics of the Brazilian Electrical System is the high penetration of renewable energy, mainly hydroelectric power, and especially the expansion of solar and wind power sources. However, these last two sources have as their main characteristics the inherent variability and unpredictability, even in the short term. To deal with this issue, pumped-storage hydropower plants (UHR) are being considered as a good complementation to these intermittent sources, due to their energy storage capacity in low demand periods. In Brazil, there are still no UHRs in commercial operation, and this work will analyze the economic and financial viability of their implementation in the country. In addition, the optimal hiring, from the UHR s point of view, will be studied in two markets: long-term and short-term with hourly settlement prices (PLD).

[pt] Os recursos disponíveis neste trabalho são a operação do On Load Tap Changer (OLTC) da subestação, possibilidade de cortes de carga e, finalmente, o dimensionamento e despacho de baterias no sistema. Para uma análise mais realista, é abordada, ainda, uma formulação robusta da incerteza da carga e uma representação dos perfis de consumo através de cenários típicos, estabelecidos por agrupamento de similaridade, utilizando algoritmo de mineração de dados K-Means. O sistema teste modificado IEEE 123 barras é empregado na avaliação da metodologia descrita, e indica a viabilidade operacional e econômica da inserção de dispositivos armazenadores de energia no contexto de proposta do trabalho. / [en] The development of studies related to the power applications and economic feasibility of energy storage resources in electricity distribution networks has become promising considering the reduction in the cost of energy storage. Such technology can minimize the intermittence of renewable sources, provide the displacement of peak loads, extend the expansion of the electricity grid infrastructure, among other benefits. In this sense, this dissertation intends to explore and evaluate an integer-mixed linear optimization model, which is originally non-linear, for the planning and operation of energy storage systems inserted in a distribution system that may present unbalanced loads. The model seeks to minimize operation and investment costs, meeting systemic constraints, coordinating the different resources of a distribution system. The resources available in this work are the operation of the On Load Tap Changer (OLTC) of the substation, the possibility of load cuts and, finally, the sizing and dispatch of batteries in the system. For a more realistic analysis, a robust formulation of the load uncertainty and a representation of consumption profiles through typical scenarios, established by similarity clustering, using K-Means data mining algorithm are also addressed. The modified test system IEEE 123 bus is used in the evaluation of the described methodology and indicates the operational and economic feasibility of inserting energy storage devices in the context of the proposed work.