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Title: Estratégia de gerenciamento de energia de microrrede baseada em algoritmo de otimização global
Other Titles: Microgrid Energy Management Strategy Based on Global Optimization Algorithm
Authors: Guerra, Leonardo de Carvalho
metadata.dc.contributor.advisor: Pereira, Hernane Borges de Barros
metadata.dc.contributor.advisor-co: Melo, Thamiles Rodrigues de
metadata.dc.contributor.referees: Gonçalves, Marcelo Albano Moret Simões
Neves, Francisco de Assis dos Santos
Keywords: Microrrede;Despacho otimizado;PSO;Fontes renováveis de energia
Issue Date: 2023
Publisher: Centro Universitário SENAI CIMATEC
Citation: GUERRA, Leonardo de Carvalho. Estratégia de gerenciamento de energia de microrrede baseada em algoritmo de otimização global. Orientador: Hernane Borges de Barros Pereira. 2023. 82 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial) – Centro Universitário SENAI CIMATEC, Salvador, 2023.
metadata.dc.description.resumo: Uma microrrede é um conjunto de fontes de energia distribuídas, que possui como desafio principal mitigar os efeitos da intermitência das fontes e garantir o despacho de carga e controle de potência. No presente trabalho é proposto desenvolver uma estratégia de gerenciamento de energia de microrrede de forma a minimizar o custo de operação du rante a realização de despacho de energia sem comprometer a confiabilidade e o equilíbrio energético do sistema. A microrrede em estudo é composta por uma fonte fotovoltaica, uma fonte eólica, um banco de baterias e cargas que devem ser supridas, estando conec tada à rede principal através de uma linha de transmissão com capacidade de transmissão limitada. Para a operação ideal a abordagem proposta foi definida em quatro etapas: (1) Modelagem e parametrização de fontes renováveis, para obter da potência disponível de cada ativo; (2) Formulação do problema, para descrever a função objetivo e as restrições de operação com base em fatores técnicos e econômicos; (3) Seleção de cargas, a fim de atingir estrategicamente o melhor perfil operacional da microrrede, de acordo com a gera ção disponível; (4) Algoritmo de otimização, para retornar a potência de saída otimizada da microrrede. O algoritmo de otimização global “Particle Swarm Optimization” (PSO) foi utilizado, levando em consideração na função objetivo a potência ativa fornecida pelas fontes, o custo nivelado de energia (LCOE) e o preço de liquidação diária (PLD). Os resultados indicam que a utilização do algoritmo PSO como estratégia de gerenciamento de energia é viável e pode ser muito rentável para o despacho otimizado da microrrede, reduzindo em até 25% do custo operacional diário, quando comparado a um algoritmo baseado no compartilhamento de cargas por inclinação (droop) e regras pré-definidas.
Abstract: A microgrid is a set of distributed energy sources, whose main challenge is to mitigate the effects of source intermittency and ensure load dispatch and power control, since these sources are normally renewable and it is not possible to store their primary source of energy. In the present work, it is proposed to develop a microgrid energy management strategy, in order to minimize the operating cost of the microgrid during energy dispatch, without compromising the reliability and energy balance of the system. The microgrid under study is composed of a photovoltaic source, a wind source, a battery bank and loads that must be supplied being connected to the main grid through a limited capacity line transmission. For the ideal operation of this microgrid, the proposed approach was defined in four stages: (1) Modeling and parameterization of renewable sources, to obtain the instantaneous output power of each asset; (2) Problem formulation, to describe the objective function and operation constraints based on economic factors; (4) Load selection, in order to strategically achieve the best operational profile of the microgrid, according to the available generation; (4) Optimization algorithm, to return the optimized output power of the microgrid. The global optimization algorithm “Particle Swarm Optimization” (PSO) was used, taking into account in the objective function the active power provided by the sources, the levelized cost of energy (LCOE) and the daily settlement price (PLD). The results indicate that the use of the PSO algorithm as an energy management strategy is viable and can be very cost-effective for the optimized dispatch of the microgrid, reducing until 25% of the operational daily cost, compared to a rule-based algorithm using droop to ensure the load sharing.
URI: http://repositoriosenaiba.fieb.org.br/handle/fieb/1846
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