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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3922| Título: | Controle e otimização de microrredes em baixa tensão no contexto brasileiro |
| Título(s) alternativo(s): | Control and optimization of low voltage microgrids in the Brazilian context |
| Autor(es): | Salamanca, Henry Leonardo López |
| Orientador(es): | Arruda, Lúcia Valéria Ramos de |
| Palavras-chave: | 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 |
| Data do documento: | 20-Ago-2018 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SALAMANCA, 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. |
| Resumo: | 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. |
| Abstract: | 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. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3922 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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