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Otimização de um portfólio tolerante a faltas em um cenário de Smart Grid

Processo: 15/09136-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
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
Bolsa(s) vinculada(s):16/04164-6 - Otimização de um portfólio tolerante a faltas em um cenário de Smart Grid, BE.EP.DR
Assunto(s):Rede elétrica inteligente
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Demand Response | Intermitent renewable generation | Load Management | Portfolio optimization | Smart Grid | System Resiliency | Redes Inteligentes

Resumo

O termo Smart Grid refere-se ao uso das tecnologias das telecomunicações, monitoramento e controle para operar em paralelo com o sistema de potência com o objetivo de melhorar a confiabilidade do fornecimento de energia elétrica, minimizando os custos da energia aos consumidores, e facilitando a conexão de novas fontes de geração, especialmente fontes baseadas em energias renováveis. No entanto, o crescimento acelerado de novas plantas eólicas e solares cria novos desafios para manter o balanço de potência na rede. Isto se deve principalmente porque a potência de saída destas fontes de geração baseadas em energias renováveis, como as plantas eólicas e solares, depende de condições meteorológicas as quais não são controláveis. Neste sentido, diferentes soluções têm sido propostas na literatura, incluindo estratégias gestão para deslocar a demanda aos períodos de máxima geração, o uso de sistemas de armazenamento ou sistemas de resposta a demanda.Todas estas soluções melhoram a confiabilidade e robustez da rede, mas incrementam a complexidade de controle da mesma. Portanto, requerem-se novas estratégias de controle e planejamento para operar esta nova rede conhecida como Smart Grid. Considerando isto, o principal objetivo deste projeto de pesquisa é desenvolver uma estratégia de otimização distribuída considerando um portfólio dinâmico de unidades de geração, onde algumas destas unidades podem sair de operação por falhas ou manutenção programada. Apesar que o problema de otimização de portfólios de geração não é novo na literatura de sistemas de potência, este projeto de pesquisa considera um novo e futuro cenário de Smart Grid. Em este cenário de Smart Grid, é considerado que uma grande parte da potência é fornecida por unidades baseadas em energias renováveis, caraterizadas por uma geração imprevisível, e que uma grande parte da demanda é flexível. Portanto, é possível deslocar o consumo temporariamente sem representar um desconforto significativo ao consumidor. Além disso, será realizado um estudo de avaliação da incerteza utilizando a estratégia de otimização a desenvolver. Para isto, serão desenvolvidas simulações Monte-Carlo, com o objetivo de avaliar o impacto da incerteza da geração de energia renovável e da demanda de energia no custo operacional do portfólio.

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Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
VERGARA, PEDRO P.; REY, JUAN M.; LOPEZ, JUAN C.; RIDER, MARCOS J.; DA SILVA, LUIZ C. P.; SHAKER, HAMID R.; JORGENSEN, BO N.. A Generalized Model for the Optimal Operation of Microgrids in Grid-Connected and Islanded Droop-Based Mode. IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, v. 10, n. 5, p. 5032-5045, . (15/09136-8, 16/04164-6)
VERGARA, PEDRO P.; LOPEZ, JUAN CAMILO; RIDER, MARCOS J.; SHAKER, HAMID R.; DA SILVA, LUIZ C. P.; JORGENSEN, BO N.. A stochastic programming model for the optimal operation of unbalanced three-phase islanded microgrids. INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTRICAL POWER & ENERGY SYSTEMS, v. 115, . (15/09136-8)
LOPEZ, JUAN CAMILO; VERGARA, PEDRO P.; LYRA, CHRISTIANO; RIDER, MARCOS J.; DA SILVA, LUIZ C. P.. Optimal Operation of Radial Distribution Systems Using Extended Dynamic Programming. IEEE Transactions on Power Systems, v. 33, n. 2, p. 1352-1363, . (15/09136-8, 15/12564-1)
VERGARA, PEDRO P.; REY, JUAN M.; SHAKER, HAMID R.; GUERRERO, JOSEP M.; JORGENSEN, BO NORREGAARD; DA SILVA, LUIZ C. P.. Distributed Strategy for Optimal Dispatch of Unbalanced Three-Phase Islanded Microgrids. IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, v. 10, n. 3, p. 3210-3225, . (15/09136-8, 16/04164-6)
PINZON, JERSON A.; VERGARA, PEDRO P.; DA SILVA, LUIZ C. P.; RIDER, MARCOS J.. Optimal Management of Energy Consumption and Comfort for Smart Buildings Operating in a Microgrid. IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, v. 10, n. 3, p. 3236-3247, . (15/09136-8, 15/18145-0)
PINZON, JERSON A.; VERGARA, PEDRO P.; DA SILVA, LUIZ C. P.; RIDER, MARCOS J.; IEEE. An MILP Model for Optimal Management of Energy Consumption and Comfort in Smart Buildings. 2017 IEEE POWER & ENERGY SOCIETY INNOVATIVE SMART GRID TECHNOLOGIES CONFERENCE (ISGT), v. N/A, p. 5-pg., . (15/09136-8, 15/18145-0)
VERGARA, PEDRO P.; SHAKER, HAMID R.; JORGENSEN, BO N.; DA SILVA, LUIZ C. P.; IEEE. Generalization of the lambda-Method for Decentralized Economic Dispatch Considering Reactive Resources. 2017 IEEE PES INNOVATIVE SMART GRID TECHNOLOGIES CONFERENCE EUROPE (ISGT-EUROPE), v. N/A, p. 6-pg., . (16/04164-6, 15/09136-8)
VERGARA, PEDRO P.; LOPEZ, JUAN C.; RIDER, MARCOS J.; DA SILVA, LUIZ C. P.. Optimal Operation of Unbalanced Three-Phase Islanded Droop-Based Microgrids. IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, v. 10, n. 1, p. 928-940, . (15/09136-8, 15/12564-1)
VERGARA, PEDRO PABLO; REY, JUAN M.; PEREIRA DA SILVA, LUIZ C.; ORDONEZ, GABRIEL. Comparative analysis of design criteria for hybrid photovoltaic/wind/battery systems. IET RENEWABLE POWER GENERATION, v. 11, n. 3, p. 9-pg., . (15/09136-8)
VERGARA, PEDRO PABLO; REY, JUAN M.; PEREIRA DA SILVA, LUIZ C.; ORDONEZ, GABRIEL. Comparative analysis of design criteria for hybrid photovoltaic/wind/battery systems. IET RENEWABLE POWER GENERATION, v. 11, n. 3, SI, p. 253-261, . (15/09136-8)
VERGARA, PEDRO P.; SHAKER, HAMID R.; NORREGAARD, BO; DA SILVA, LUIZ C. P.; IEEE. Distributed Consensus-Based Economic Dispatch Considering Grid Operation. 2017 IEEE POWER & ENERGY SOCIETY GENERAL MEETING, v. N/A, p. 5-pg., . (16/04164-6, 15/09136-8)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
BARRIOS, Pedro Pablo Vergara. Fault tolerant optimal operation of droop-based microgrids. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Campinas, SP.

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