Desenvolvimento de uma metodologia de despacho de energia elétrica de um sistema de geração fotovoltaica com armazenamento de energia híbrido para sistemas isolados

dc.contributor.advisor-co1TOSTES, Maria Emília de Lima
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4197618044519148
dc.contributor.advisor-co1ORCID******
dc.contributor.advisor1SOARES, Thiago Mota
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0156338796116154
dc.contributor.advisor1ORCID******
dc.contributor.memberBEZERRA, Ubiratan Holanda
dc.contributor.memberMANITO, Allan Rodrigo Arrifano
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6542769654042813
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2508736747609374
dc.contributor.member1ORCID******
dc.contributor.member1ORCID******
dc.creatorLIMA, Jaine Feijão de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3178015910679674
dc.creator.ORCID******
dc.date.accessioned2026-02-05T18:19:32Z
dc.date.available2026-02-05T18:19:32Z
dc.date.issued2025-07-16
dc.description.abstractThe pursuit of sustainable energy solutions for isolated regions has become an increasing challenge, especially due to the need to reduce dependence on fossil fuels and expand the use of renewable sources. In this context, this work proposes an optimal energy dispatch methodology for isolated systems, considering the joint operation of diesel generation, photovoltaic systems, and hybrid energy storage composed of lithium-ion batteries and supercapacitors. The strategy aims to optimize the use of available energy resources, promoting a more efficient, reliable, and environmentally responsible operation, with a focus on reducing fossil fuel consumption. The system modeling was based on the IEEE 33-bus network, adapted to represent the characteristics of isolated microgrids. Hourly load and solar generation profiles were used to simulate the typical behavior of residential systems in remote areas. The mathematical formulation of the optimization problem was developed in Python, integrating the Pyomo and pandapower libraries, along with the OpenDSS tool for complementary electrical analysis and validation. The proposed methodology considers different operational scenarios, with specific cost functions assigned to each resource, as well as the verification of technical constraints of the network, such as voltage limits and current capacity of the lines. The approach was evaluated through iterative simulations, integrating the optimization model with the electrical simulation environment to ensure consistency between the energy dispatch and the physical behavior of the network. The results demonstrated a significant reduction in operating costs and carbon emissions, with greater use of renewable energy and strategic operation of the storage systems.
dc.description.resumoA 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.
dc.identifier.citationLIMA, Jaine Feijão de. Desenvolvimento de uma metodologia de despacho de energia elétrica de um sistema de geração fotovoltaica com armazenamento de energia híbrido para sistemas isolados. Orientador: Thiago Mota Soares. 2025. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17963. Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17963
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source.uriDisponível via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
dc.subjectMicrorredes isoladas
dc.subjectDespacho ótimo de energia
dc.subjectGeração fotovoltaica
dc.subjectArmazenamento híbrido de energia
dc.subjectOtimização computacional
dc.subjectIsolated microgrids
dc.subjectOptimal energy dispatch
dc.subjectPhotovoltaic generation
dc.subjectHybrid energy storage
dc.subjectComputational optimization
dc.subject.areadeconcentracaoSISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
dc.subject.linhadepesquisaSISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
dc.titleDesenvolvimento de uma metodologia de despacho de energia elétrica de um sistema de geração fotovoltaica com armazenamento de energia híbrido para sistemas isolados
dc.typeDissertação

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