Navegando por Assunto "Isolated microgrids"

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Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de uma metodologia de despacho de energia elétrica de um sistema de geração fotovoltaica com armazenamento de energia híbrido para sistemas isolados
(Universidade Federal do Pará, 2025-07-16) LIMA, Jaine Feijão de; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; ******; SOARES, Thiago Mota; http://lattes.cnpq.br/0156338796116154; ******; BEZERRA, Ubiratan Holanda; MANITO, Allan Rodrigo Arrifano; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; http://lattes.cnpq.br/2508736747609374; ******; ******
A busca por soluções sustentáveis para o fornecimento de energia em regiões isoladas tem se tornado um desafio crescente, especialmente diante da necessidade de reduzir a dependência de combustíveis fósseis e ampliar o uso de fontes renováveis. Nesse contexto, este trabalho propõe uma metodologia de despacho ótimo de energia elétrica para sistemas isolados, considerando a operação conjunta de geração a diesel, sistema fotovoltaico e armazenamento híbrido composto por baterias de íon-lítio e supercapacitores. A estratégia visa otimizar o uso dos recursos energéticos disponíveis, promovendo uma operação mais eficiente, confiável e ambientalmente responsável, com foco na redução do uso de combustíveis fósseis. A modelagem do sistema foi baseada na rede IEEE 33 barras, adaptada para representar as características de microrredes isoladas. Foram utilizados perfis horários de carga e geração solar, representando o comportamento típico de sistemas residenciais em regiões remotas. A formulação matemática do problema de otimização foi desenvolvida na linguagem Python, com o uso integrado das bibliotecas Pyomo e pandapower, além do apoio da ferramenta OpenDSS para análise e validação elétrica complementar. A metodologia proposta contempla diferentes cenários operacionais, com funções de custo específicas atribuídas a cada recurso, além da verificação das restrições técnicas da rede, como limites de tensão e capacidade de corrente nas linhas. A abordagem foi avaliada por meio de simulações iterativas, integrando o modelo de otimização ao ambiente de simulação elétrica, com vistas a garantir coerência entre o despacho energético e o comportamento físico da rede. Os resultados demonstraram significativa redução no custo de operação e nas emissões de carbono, com maior aproveitamento da energia renovável e atuação estratégica dos sistemas de armazenamento.
Acesso aberto (Open Access)
Gerenciamento Inteligente de microrredes: impacto da modelagem matemática na eficiência computacional de algoritmos de otimização
(Universidade Federal do Pará, 2025-05-16) BATISTA, Vitor dos Santos; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; SOARES, Thiago Mota; FONSECA, Wellington da Silva; SARAIVA, Filipe de Oliveira; NEVES, Luciane Silva; http://lattes.cnpq.br/0156338796116154; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; http://lattes.cnpq.br/5883877669437870; http://lattes.cnpq.br/6991878627141193; xxx; https://orcid.org/0000-0002-2602-1964; https://orcid.org/0000-0003-3187-4221; https://orcid.org/0000-0002-2195-6015
Uma microrrede pode ser considerada um grupo localizado de cargas e fontes de energia elétrica, geralmente utilizando energias renováveis como principais fontes geradoras, além de possuir um sistema de armazenamento de energia. As microrredes podem operar de forma isolada da rede elétrica tradicional devido a fatores como a necessidade de fornecer eletricidade a áreas remotas, aumentar a resiliência do sistema elétrico e reduzir a dependência de infraestruturas centralizadas. O gerenciamento de microrredes consiste em definir o despacho ótimo de energia de cada elemento da microrrede, garantindo o atendimento da demanda e buscando minimizar os custos operacionais e a emissão de gases poluentes. Esse processo de gerenciamento geralmente ocorre por meio de sistemas de gerenciamento inteligentes, que utilizam algoritmos baseados em inteligência artificial para otimizar a alocação dos recursos energéticos. Uma metodologia bastante utilizada nesse contexto é o Model Predictive Control (MPC), que integra algoritmos de previsão e otimização para o gerenciamento energético. Um dos pontos principais dos algoritmos de otimização está na formulação matemática. Uma formulação inadequada pode levar a um maior custo computacional e a soluções ineficientes. Esta tese investiga e propõe aprimoramentos na formulação matemática de algoritmos de otimização para o gerenciamento inteligente de microrredes isoladas, com ênfase na relação entre custos operacionais, emissões de poluentes e custos de operação e manutenção (O&M) de geradores não despacháveis. Foram analisadas abordagens mono-objetivo e multi-objetivo, comparando metodologias existentes com propostas inovadoras que visam reduzir a complexidade computacional e melhorar a qualidade das soluções obtidas. Os testes realizados em diferentes cenários e configurações – incluindo casos com uma única fonte geradora poluente e com múltiplas fontes – demonstraram que a formulação aprimorada é mais eficiente e oferece um equilíbrio mais robusto entre eficiência e diversidade de soluções, contribuindo para a viabilidade econômica e ambiental do gerenciamento de microrredes isoladas.