Estratégia para o controle e gestão de carga de uma microrede mediante um algoritmo genético

• Processo: 13/22451-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Luiz Carlos Pereira da Silva
• Beneficiário: Pedro Pablo Vergara Barrios
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/01690-2 - Desenvolvimentos tecnológicos para a proteção, análise, supervisão e automação dos sistemas elétricos do futuro, AP.TEM
• Assunto(s): Armazenamento de energia Algoritmos genéticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Algoritmos Geneticos | Armazenamento de Energia | Controle de Carga | micro geração distribuída | Microrede | Sistema de Gestão de Energia | Gestão e controle de carga

Resumo

Este projeto de pesquisa propõe-se desenvolver uma estratégia de gestão de energia de uma microrede, denominado Sistema de Gestão de Energia (Energy Managment System, EMS), mediante um algoritmo genético. O problema de gestão da energia de uma microrede consiste em determinar o ponto ótimo (ou quase ótimo), da operação dos sistemas de geração disponíveis para cumprir com os objetivos de operação do sistema. Dentro dos objetivos comuns na operação de uma microrede, seja em modo isolado ou conectado à rede principal, deve-se garantir o atendimento à demanda de energia minimizando os custos de operação, ao reduzir a energia que se extrai da rede principal e limitando o uso de combustíveis fósseis.Uma microrede, ao incorporar várias unidades de geração distribuída, unidades de armazenamento e distintos tipos de consumos, aos quais se podem aplicar diferentes estratégias de controle, requer um sistema centralizado que faça a gestão e controle do seu funcionamento, para garantir sua operação ótima. Esta unidade de gestão é um sistema que prevê a operação da microrede através do envio dos pontos de operação dos sistemas de geração e as quantidades de energia requeridas em cada momento, definindo parâmetros elétricos como tensão e correntes para os sistemas de micro-geração, garantindo a estabilidade, regulação da frequência e tensão, bem como confiabilidade no abastecimento da demanda.As principais motivações para o estudo destes sistemas centram-se no desenvolvimento das microredes, as quais se podem considerar como tecnologias emergentes, que ao futuro podem garantir o abastecimento da energia, além de reduzir o impacto da geração na natureza, ao fazer uso de fontes de energias renováveis. Por outro lado, as microredes podem representar uma solução de abastecimento de energia às zonas não interconectadas do país, pois são compostas por sistemas que integram diferentes fontes de geração distribuída fazendo uso de energias renováveis, surgem como uma solução sustentável e viável, reduzindo custos nas populações onde depende-se de geração a base de combustíveis fósseis.Se considerarmos o número de publicações recentes relacionadas com esta temática, pode-se observar que o desenvolvimento dos sistemas de gestão de energia nas microredes tem tomado especial interesse da comunidade científica ultimamente, conduzindo à implementação de sistemas de gestão inteligente da demanda (Intelligent Demand Side Energy Management Systems IDSME), responsáveis pelo gerenciamento da energia elétrica e demais fontes (aquecimento, água, combustíveis) numa microrede com multi-geração. Além disso, como o sistema de gestão tem o objetivo de reduzir o consumo da rede ao máximo, este permitirá o desenvolvimento de novas estratégias para reduzir os picos de demanda, melhorando a qualidade da energia entregue. Ao futuro, estes sistemas cumprirão a função de otimizar a operação da demanda de energia elétrica, aquecimento e abastecimento de água, entre outras fontes, cumprindo com os objetivos de minimização de custos e aumento da eficiência. Pode-se considerar a operação de uma microrede como um problema de otimização com múltiplos objetivos, onde o sistema de gestão deve garantir o abastecimento local, minimizar fatores econômicos de operação e funcionamento, minimizar o impacto ambiental da operação (emissões, ruído, resíduos), ao mesmo tempo em que limita ao máximo a energia que se extrai da rede principal, reduzindo transitórios e períodos de estabilização do sistema no caso de uma interrupção do serviço. O desenvolvimento de um sistema de gestão para microredes conformadas por diversos sistemas de geração de energia será um primeiro passo para a integração das microredes no sistema elétrico atual, sem afetar sua operação ou requerer grande modificação em sua arquitetura ou funcionamento.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

BARRIOS, Pedro Pablo Vergara. Control and energy management system of a microgrid using a genetic algorithm. 2015. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Campinas, SP.