Desenvolvimento de um EMS - Energy management system para microgrid com verificação formal

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um Sistema de Gerenciamento de Energia (EMS) para uma microgrid composta por geração fotovoltaica e banco de baterias, aplicando técnicas de modelagem por autômatos temporizados e verificação formal. O objetivo é projetar e validar, com a aplicação de model checking, os modos de operação e as restrições de segurança do sistema, assegurando que o controlador possa ser implementado posteriormente em aplicações reais sem comportamentos inesperados. A modelagem inclui perfis dinâmicos de irradiação e demanda, representação da planta (inversores, baterias, cargas e frequência), definição de eventos controláveis e não-controláveis e síntese de um controlador capaz de impor somente comportamentos admissíveis. A verificação foi realizada na ferramenta UPPAAL por meio de propriedades do tipo segurança, alcançabilidade e vivacidade. Os resultados confirmam a ocorrência de estados críticos, como violações de SOC e modos de operação indesejados, além de uma falha na manutenção da frequência dentro dos limites, indicando ajustes necessários no controlador e na lógica de balanço de potência. Assim, o trabalho demonstra como a verificação formal auxilia na detecção precoce de erros de projeto e viabiliza um EMS mais robusto para microgrids com armazenamento.