Controle e otimização de microrredes em baixa tensão no contexto brasileiro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Salamanca, Henry Leonardo López
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Redes elétricas inteligentes
Energia elétrica - Distribuição - Brasil
Energia elétrica - Consumo
Controle de custo
Controle preditivo
Programação linear
Algorítmos computacionais
Análise de séries temporais
Modelos matemáticos
Métodos de simulação
Smart power grids
Electric power distribution - Brasil
Electric power consumption
Cost control
Predictive control
Linear programming
Computer algorithms
Time-series analysis
Mathematical models
Simulation methods
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3922
Resumo: Integration and coordinated operation of Renewable Energy Sources (RES) and Energy Storage Systems (ESS) offer to prosumers the possibility to control energy production and consumption in order to obtain technical and economic benefits. A novel control algorithm that considers a model predictive control (MPC) and mixed integer linear programming (MILP) approach is proposed in this thesis to optimize the operation of DC coupled grid-tied microgrids. The objective is to reduce industrial and residential consumer electricity bill and Energy Storage Systems degradation, considering operational constraints, rules defined by complex binomial differentiated tariffs and net metering policies to exchange energy. Additionally, a Chance Constrained MPC (CC-MPC) approach is proposed to deal with forecast uncertainties, enhancing the controller performance. A case study of a Brazilian industrial consumer owner of a real-world DC grid-tied microgrid is presented to validate the solution. Experimental validation is carried out in a lab-scale microgrid that simulates the real microgrid. The involved low costs procedures and the obtained results shows the proposed control algorithm as a promised solution that contributes with the development of practical solutions to control microgrids in similar contexts, encouraging the use of Renewable Energy Sources in developing countries.
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A novel control algorithm that considers a model predictive control (MPC) and mixed integer linear programming (MILP) approach is proposed in this thesis to optimize the operation of DC coupled grid-tied microgrids. The objective is to reduce industrial and residential consumer electricity bill and Energy Storage Systems degradation, considering operational constraints, rules defined by complex binomial differentiated tariffs and net metering policies to exchange energy. Additionally, a Chance Constrained MPC (CC-MPC) approach is proposed to deal with forecast uncertainties, enhancing the controller performance. A case study of a Brazilian industrial consumer owner of a real-world DC grid-tied microgrid is presented to validate the solution. Experimental validation is carried out in a lab-scale microgrid that simulates the real microgrid. The involved low costs procedures and the obtained results shows the proposed control algorithm as a promised solution that contributes with the development of practical solutions to control microgrids in similar contexts, encouraging the use of Renewable Energy Sources in developing countries.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A integração e operação coordenada de fontes de energia renováveis (FERs) e sistemas de armazenamento de energia (SAEs) oferecem aos prossumidores a possibilidade de controlar a produção e consumo de energia, visando a obtenção de benefícios técnicos e econômicos. Um novo algoritmo de controle que considera uma abordagem combinada de controle preditivo baseado em modelo e programação linear inteira mista (MPC+MILP) é proposto nesta tese, para otimização da operação de microrredes com acoplamento em corrente continua e interconectadas com a rede de distribuição da concessionária. O objetivo da utilização deste algoritmo é reduzir a conta de energia de consumidores residenciais, comerciais, ou industriais, e prolongar a vida útil do SAE. Na formulação da solução são consideradas restrições operacionais, e os aspectos regulatórios que definem as regras de tarifação do consumo de energia elétrica e o intercambio energético entre o consumidor e a concessionária. Adicionalmente uma abordagem baseada em restrições probabilísticas é proposta para lidar com incertezas nos modelos de previsão da produção de energia da FER e do perfil de carga do consumidor, e melhorar assim o desempenho do controlador. Um estudo de caso de um consumidor industrial no Brasil, proprietário de uma microrrede com acoplamento DC e operação em modo conectado é apresentado para validação computacional da solução. A validação experimental é realizada em ambiente de laboratório em uma planta piloto que simula essa microrrede. Os resultados obtidos nas validações e os procedimentos de baixo custo envolvidos no desenvolvimento da solução, mostram que o algoritmo de controle é uma solução promissora, contribuindo com o desenvolvimento de soluções práticas para o controle e otimização de microrredes em contextos similares, e encorajando a geração distribuída e o uso de FERs em países em desenvolvimento como o Brasil.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRArruda, Lúcia Valéria Ramos dehttp://lattes.cnpq.br/8616017152145795Rico, Julio Elias Normeyhttp://lattes.cnpq.br/8737794326455608Neves Junior, FlavioRico, Julio Elias NormeyAoki, Alexandre RasiMagatão, LeandroAlba, Carlos BordonsSalamanca, Henry Leonardo López2019-02-28T15:42:43Z2019-02-28T15:42:43Z2018-08-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSALAMANCA, Henry Leonardo López. Controle e otimização de microrredes em baixa tensão no contexto brasileiro. 2018. 187 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3922porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2019-03-01T06:00:55Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/3922Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2019-03-01T06:00:55Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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