Sistema de gestão de energia otimizado para maximização do lucro de uma usina fotovoltaica com baterias aplicado ao mercado de curto prazo
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal da Paraíba
Brasil Engenharia de Energias Renováveis Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis UFPB |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32082 |
Resumo: | Photovoltaic (PV) generation plants, due to the intermittent nature of their output power, can benefit from the integration of battery energy storage systems (BESSs). In this context, this work proposes an optimized energy management system (EMS) for a joint operation of BESS in utility-scale PV plants (PV/BESS) aiming to profit maximization. The optimization of the BESS operation was achieved from the genetic algorithm, and for the problem formulation, the following cost functions were defined in the objective function: the energy pricing system; the costs associated with degradation and total loss of the batteries; the penalty related to exceeding the maximum power contracted. The proposed EMS defines the reference for a BESS to be integrated into a PV plant located in Coremas, Brazil. The results were obtained from a simulation architecture similar to the PV plant and demonstrated positive financial gains, compared to the operation of the PV plant without BESS. In the simulation of a whole year of operation, it was possible to achieve an additional daily revenue gain of up to 11% and the return on investment obtained was 10 years and 3 months. |
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Sistema de gestão de energia otimizado para maximização do lucro de uma usina fotovoltaica com baterias aplicado ao mercado de curto prazoEnergia solarPrecificação de energiaUltrapassagem da potência - PenalidadeOtimização de receitaArmazenamento de energiaMaximização do lucroEnergy pricingBattery degradationPenaltyRevenue optimizationUtility applicationEnergy storage systemCNPQ::ENGENHARIASPhotovoltaic (PV) generation plants, due to the intermittent nature of their output power, can benefit from the integration of battery energy storage systems (BESSs). In this context, this work proposes an optimized energy management system (EMS) for a joint operation of BESS in utility-scale PV plants (PV/BESS) aiming to profit maximization. The optimization of the BESS operation was achieved from the genetic algorithm, and for the problem formulation, the following cost functions were defined in the objective function: the energy pricing system; the costs associated with degradation and total loss of the batteries; the penalty related to exceeding the maximum power contracted. The proposed EMS defines the reference for a BESS to be integrated into a PV plant located in Coremas, Brazil. The results were obtained from a simulation architecture similar to the PV plant and demonstrated positive financial gains, compared to the operation of the PV plant without BESS. In the simulation of a whole year of operation, it was possible to achieve an additional daily revenue gain of up to 11% and the return on investment obtained was 10 years and 3 months.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs usinas de geração fotovoltaica (UFV), devido à natureza intermitente de sua potência de saída, podem se beneficiar da integração de sistemas de armazenamento de energia por baterias (em inglês, battery energy storage systems, BESS). Neste contexto, este trabalho propõe um sistema de gerenciamento de energia otimizado (em inglês, energy management system, EMS) para uma operação conjunta de BESS em usinas fotovoltaicas centralizadas (UFV/BESS) visando a maximização do lucro. A otimização da operação do BESS foi realizada a partir do algoritmo genético, e para a formulação do problema foram definidas as seguintes entradas da função custo: o sistema de tarifação de energia; os custos associados à degradação e perda total das baterias; a multa relativa à ultrapassagem da potência máxima contratada. O EMS proposto define a referência para um BESS a ser integrado a uma usina fotovoltaica localizada em Coremas, Brasil. Os resultados foram obtidos a partir de uma arquitetura de simulação semelhante à UFV e demonstraram ganhos financeiros positivos, em comparação com a operação da UFV sem BESS. Na simulação de um ano inteiro de operação, foi possível obter um ganho adicional de receita diária de até 11% e o retorno de investimento obtido foi de 10 anos e 3 meses.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBSilva, Italo Roger Ferreira Moreno Pinheiro dahttp://lattes.cnpq.br/7618299953557040Oliveira, Liane Marques de2024-10-04T12:14:10Z2024-03-272024-10-04T12:14:10Z2024-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32082porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2024-10-05T06:05:28Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/32082Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpb.br/oai/requestdiretoria@ufpb.br||bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:25462024-10-05T06:05:28Repositório Institucional da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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