Um método para instalação ótima de microrredes para minimizar as perdas de energia em sistemas de distribuição

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: DANTAS, Felipe Barros. lattes
Orientador(a): FERNANDES JÚNIOR, Damásio. lattes, NEVES, Washington Luiz Araújo. lattes
Banca de defesa: SOUZA, Benemar Alencar de., BRITO, Nubia Silva Dantas., ASADA, Eduardo Nobuhiro, VIEIRA JÚNIOR , José Carlos de Melo.
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/37992
Resumo: Propõe-se nesta Tese um método paraainstalação ótima de umaouvárias microrredes em sistemas de distribuição. As microrredes incluem arranjos de geração eólica e fotovoltaica e de armazenamento de energia elétrica. O método proposto contribui para reduzir as perdas técnicas de energia elétrica num período de 10 anos e para avaliar o desempenho das microrredes com uma alta penetração de energia renovável, além de ter flexibilidade para alterar as configurações das microrredes. O método considera diferentes níveis de penetração, pois o futuro do sistema de potência exigirá esta condição. A meta-heurística Algoritmo Genético foi utilizada como ferramenta para a resolução do problema de otimização proposto. Para realizar o cálculo do fluxo de potência é utilizado o software OpenDSS, que deve respeitar os limites de tensão impostos pela Agência Nacional de Energia Elétrica- ANEEL. Os estudos de caso foram divididos considerando diferentes níveis de penetração máxima de energia renovável. A análise dos resultados mostrou que o método proposto foi capaz de instalar as microrredes reduzindo as perdas de energia elétrica, bem como estimando os custos das soluções ótimas encontradas após o processo de otimização. Um diferencial do método está na possibilidade de utilizá-lo mesmo com uma alta penetração da geração renovável, além de considerar um horizonte de 10 anos. Ométodo proposto é simples, rápido e eficiente, e foi aplicado ao sistema teste IEEE 123 barras, sendo capaz de definir a quantidade e a localização das microrredes, obtendo êxito nos estudos de caso.
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A meta-heurística Algoritmo Genético foi utilizada como ferramenta para a resolução do problema de otimização proposto. Para realizar o cálculo do fluxo de potência é utilizado o software OpenDSS, que deve respeitar os limites de tensão impostos pela Agência Nacional de Energia Elétrica- ANEEL. Os estudos de caso foram divididos considerando diferentes níveis de penetração máxima de energia renovável. A análise dos resultados mostrou que o método proposto foi capaz de instalar as microrredes reduzindo as perdas de energia elétrica, bem como estimando os custos das soluções ótimas encontradas após o processo de otimização. Um diferencial do método está na possibilidade de utilizá-lo mesmo com uma alta penetração da geração renovável, além de considerar um horizonte de 10 anos. Ométodo proposto é simples, rápido e eficiente, e foi aplicado ao sistema teste IEEE 123 barras, sendo capaz de definir a quantidade e a localização das microrredes, obtendo êxito nos estudos de caso.This Thesis proposes a method for the optimal installation of one or several microgrids in distribution systems. Microgrids include wind and photovoltaic generation and electrical energy storage arrangements. The proposed method contributes to reducing technical losses of electrical energy over a period of 10 years and to evaluating the performance of microgrids with a high penetration of renewable energy, in addition to having the f lexibility to change microgrid configurations. The method considers different levels of penetration, as the future of the power system will require this condition. The Genetic Algorithm meta-heuristic was used as a tool to solve the proposed optimization problem. To calculate the power flow, the OpenDSS software is used, which must respect the voltage limits imposed by the National Electric Energy Agency- ANEEL. The case studies were divided considering different levels of maximum renewable energy penetration. Analysis of the results showed that the proposed method was able to install microgrids reducing electrical energy losses, as well as estimating the costs of the optimal solutions found after the optimization process. A differentiator of the method is the possibility of using it even with a high penetration of renewable generation, in addition to considering a 10-year horizon. The proposed method is simple, fast and efficient, and was applied to the IEEE 123 bus test system, being able to define the number and location of microgrids, achieving success in the case studies.Submitted by Helder Soares Dantas (helder-dantas@hotmail.com) on 2024-09-24T18:46:20Z No. of bitstreams: 1 FELIPE BARROS DANTAS - TESE (PPGEE) 2024.pdf: 4593780 bytes, checksum: 9608df0a2fe9a98d4b9783ed8b1e130c (MD5)Made available in DSpace on 2024-09-24T18:46:20Z (GMT). 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Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTFELIPE BARROS DANTAS - TESE (PPGEE) 2024.pdf.txtFELIPE BARROS DANTAS - TESE (PPGEE) 2024.pdf.txttext/plain245907https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/37992/3/FELIPE+BARROS+DANTAS++-+TESE+%28PPGEE%29+2024.pdf.txt791590d5adf4e163c3ce17070851c8b8MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/37992/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALFELIPE BARROS DANTAS - TESE (PPGEE) 2024.pdfFELIPE BARROS DANTAS - TESE (PPGEE) 2024.pdfapplication/pdf4593780https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/37992/1/FELIPE+BARROS+DANTAS++-+TESE+%28PPGEE%29+2024.pdf9608df0a2fe9a98d4b9783ed8b1e130cMD51riufcg/379922025-11-18 04:06:59.879oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T07:06:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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