Avaliação da máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída em sistemas trifásicos de distribuição

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Nepomuceno, Michael dos Santos lattes
Orientador(a): Oliveira, Leonardo Willer de lattes
Banca de defesa: Mendonça, Isabela Miranda de lattes, Passos Filho, João Alberto lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Capacidade de hospedagem
Energia solar fotovoltaica
Fluxo de potência ótimo
Geração distribuída
Otimização matemática
Distributed generation
Hosting capacity
Mathematical optimization
Optimal power flow
Photovoltaic solar energy
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16705
Resumo: Neste trabalho, uma metodologia é apresentada para determinar a máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída (GD) em sistemas de distribuição trifásicos desequilibrados. Para atingir esse objetivo, um problema de otimização é formulado visando a maximização da inserção de unidades de GD, considerando restrições relacionadas aos módulos de tensão nos barramentos do sistema, perdas ativas elétricas e reversão do fluxo de potência na subestação. Para resolução do problema formulado, dois algoritmos de otimização distintos serão avaliados: a programação quadrática sequencial e o método de pontos interiores. Resultados obtidos através dessas duas abordagens serão analisados e comparados no contexto do problema abordado nesta dissertação considerando o tempo computacional e as soluções obtidas por ambos. Com o intuito de validar a metodologia proposta e atestar sua aplicabilidade, simulações computacionais são realizadas em um sistema de distribuição teste de 13 barras considerando diferentes cenários de carga a fim de demonstrar que a máxima capacidade de hospedagem é impactada pelas condições operativas da rede. As simulações são efetuadas considerando a modelagem de sistemas desequilibrados no software OpenDSS, sendo o problema de otimização solucionado através do MATLAB.
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Para resolução do problema formulado, dois algoritmos de otimização distintos serão avaliados: a programação quadrática sequencial e o método de pontos interiores. Resultados obtidos através dessas duas abordagens serão analisados e comparados no contexto do problema abordado nesta dissertação considerando o tempo computacional e as soluções obtidas por ambos. Com o intuito de validar a metodologia proposta e atestar sua aplicabilidade, simulações computacionais são realizadas em um sistema de distribuição teste de 13 barras considerando diferentes cenários de carga a fim de demonstrar que a máxima capacidade de hospedagem é impactada pelas condições operativas da rede. As simulações são efetuadas considerando a modelagem de sistemas desequilibrados no software OpenDSS, sendo o problema de otimização solucionado através do MATLAB.In this work, a methodology is presented to determine the maximum hosting capacity of distributed generation (DG) in unbalanced three-phase distribution systems. To achieve this objective, an optimization problem is formulated aiming to maximize the insertion of DG units, considering constraints related to voltage magnitudes at system buses, electrical losses and reversal power flow at the substation. Two distinct optimization algorithms, sequential quadratic programming and interior point method, are evaluated to solve the formulated problem. Results obtained through these two approaches are analyzed and compared within the context of the problem addressed in this dissertation, considering computational time and solutions obtained by both. In order to validate the proposed methodology and assess its applicability, computational simulations are conducted on a 13 node distribution test feeder considering different load scenarios to demonstrate that the maximum hosting capacity is influenced by network operating conditions. The simulations are performed using unbalanced system modeling in OpenDSS, with the optimization problem solved using MATLAB.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFJFBrasilFaculdade de EngenhariaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICACapacidade de hospedagemEnergia solar fotovoltaicaFluxo de potência ótimoGeração distribuídaOtimização matemáticaDistributed generationHosting capacityMathematical optimizationOptimal power flowPhotovoltaic solar energyAvaliação da máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída em sistemas trifásicos de distribuiçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/16705/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALmichaeldossantosnepomuceno.pdfmichaeldossantosnepomuceno.pdfapplication/pdf3592344https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/16705/1/michaeldossantosnepomuceno.pdf72ab6060894f8cbc519c12949955874bMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/16705/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTmichaeldossantosnepomuceno.pdf.txtmichaeldossantosnepomuceno.pdf.txtExtracted texttext/plain146374https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/16705/4/michaeldossantosnepomuceno.pdf.txtaa176d06ef7852e0ece09411b917630eMD54THUMBNAILmichaeldossantosnepomuceno.pdf.jpgmichaeldossantosnepomuceno.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1182https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/16705/5/michaeldossantosnepomuceno.pdf.jpg62f42b861b26b7a54085a9128199cf94MD55ufjf/167052024-07-12 03:04:18.529oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2024-07-12T06:04:18Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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