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Otimização do armazenamento e geração de energia a biogás visando ao gerenciamento das redes de distribuição

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Brignol, Wagner da Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/001300000d7gh
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/14643
Resumo: The increasing use of renewable sources of distributed generation (DG) and also the perspective of the use of energy storage systems (ESS) in distribution systems, makes it imperative that distributors adopt measures to help them manage and operate their distribution networks, obtaining a strategic use of these sources, in order to minimize the possible negative impacts resulting from these connections, and guarantee the quality of energy supply to its consumers. In this context, biogas DG meets this evolution, since this type of DG has an integrated biogas energy storage system, called in this thesis (bio Energy Storage System - bioESS), which allows the DG converts the biogas into electrical energy at appropriate times. Thus, this Thesis aims to present the development of a methodology of optimization applied in biogas energy storage systems with the objective of determining multi-level operational regimes distributed generation. In order to do so, we used the integer linear programming (ILP) to propose an objective function (OF) to optimize the use of the stored biogas, using as parameters from the biogas production curve and the load curve of the biogas producing property. The OF restrictions were determined according to the bioESS management operational characteristics, such as: minimum, maximum and initial biogas stock. The operational regime to be achieved by applying the method is based on two proposed models, in which DG prioritizes the use of biogas for total or partial service of the biogas producing property loads and the remaining energy potential is stored for strategic use. As a result of the optimization, a multi-level operational regime for DG is obtained, in which power and the options of periods are indicated in which the energy distributor can be guaranteed to use the energy stored in the bioESS, allowing a strategic management of the dispatch and storage of the energy that can be produced from biogas. This methodology is verified by means of a case study where the data of a rural swine production participant in ANEEL P&D P14 / 2012 are used.
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In this context, biogas DG meets this evolution, since this type of DG has an integrated biogas energy storage system, called in this thesis (bio Energy Storage System - bioESS), which allows the DG converts the biogas into electrical energy at appropriate times. Thus, this Thesis aims to present the development of a methodology of optimization applied in biogas energy storage systems with the objective of determining multi-level operational regimes distributed generation. In order to do so, we used the integer linear programming (ILP) to propose an objective function (OF) to optimize the use of the stored biogas, using as parameters from the biogas production curve and the load curve of the biogas producing property. The OF restrictions were determined according to the bioESS management operational characteristics, such as: minimum, maximum and initial biogas stock. The operational regime to be achieved by applying the method is based on two proposed models, in which DG prioritizes the use of biogas for total or partial service of the biogas producing property loads and the remaining energy potential is stored for strategic use. As a result of the optimization, a multi-level operational regime for DG is obtained, in which power and the options of periods are indicated in which the energy distributor can be guaranteed to use the energy stored in the bioESS, allowing a strategic management of the dispatch and storage of the energy that can be produced from biogas. This methodology is verified by means of a case study where the data of a rural swine production participant in ANEEL P&D P14 / 2012 are used.O crescente aproveitamento de fontes renováveis de geração distribuída (GD) e também a perspectiva do uso de sistemas de armazenamento de energia (Energy Storage System- ESS) em sistemas de distribuição de energia elétrica torna imprescindível que as distribuidoras adotem medidas que as ajudem a gerenciar e operar suas redes, obtendo um aproveitamento estratégico destas fontes, de forma a minimizar os possíveis impactos negativos decorrentes destas conexões, e garantir a qualidade do fornecimento de energia elétrica aos seus consumidores. Neste contexto a GD a biogás vem ao encontro desta evolução, uma vez que este tipo de GD possui de forma integrada um sistema de armazenamento de energia a biogás, denominado nesta tese de (bio Energy Storage System – bioESS), o qual possibilita que a GD converta o biogás em energia elétrica em momentos adequados. Sendo assim, esta tese visa apresentar o desenvolvimento de uma metodologia de otimização aplicada em sistemas de armazenamento de energia a biogás, com o objetivo de determinar os regimes operacionais multi patamares para GD. Para tanto, utilizou-se a programação linear inteira (PLI) a fim de propor uma função objetivo (FO) que possibilite otimizar o uso do biogás armazenado, adotando como parâmetros: a curva de produção de biogás e a curva de carga da propriedade produtora de biogás. As restrições da FO foram determinadas em função das características operacionais de gerenciamento do bioESS, como: estoque mínimo, máximo e inicial de biogás. O regime operacional que se pretende obter com a aplicação do método baseia-se em dois modelos propostos, nos quais a GD prioriza o uso do biogás para atendimento total ou parcial das cargas da propriedade produtora de biogás, e o potencial energético remanescente é armazenado para uso estratégico. Como resultado da otimização se obtém um regime operacional multi patamar para GD, no qual são indicados a potência e as opções de períodos em que a distribuidora de energia pode ter garantida a utilização da energia armazenada no bioESS, possibilitando um gerenciamento estratégico do despacho e armazenamento da energia que pode ser produzida a partir do biogás. Esta metodologia é verificada por meio de um estudo de caso onde são utilizados os dados de uma propriedade rural produtora de suínos participante do P&D ANEEL P014/2012.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaCanha, Luciane Neveshttp://lattes.cnpq.br/6991878627141193Andrade, Marcio Antonio Nogueirahttp://lattes.cnpq.br/9847138628916864Reis, Lineu Belico doshttp://lattes.cnpq.br/0294631450309800Garcia, Vinícius Jacqueshttp://lattes.cnpq.br/5496717370740068Farret, Felix Albertohttp://lattes.cnpq.br/5783619992936443Brignol, Wagner da Silva2018-10-23T18:31:35Z2018-10-23T18:31:35Z2017-08-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/14643ark:/26339/001300000d7ghporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2018-10-23T18:31:36Zoai:repositorio.ufsm.br:1/14643Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2018-10-23T18:31:36Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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