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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-15022024-100401
Documento
Autor
Nome completo
Paul Ian Nicola Villar Yacila
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Manassero Junior, Giovanni (Presidente)
Machado, Luís Fernando Moreira
Santos, Marcos Rosa dos
Título em português
Alocação ótima de unidades de geração distribuída fotovoltaica em redes elétricas.
Palavras-chave em português
Fontes renováveis de energia
Redes de distribuição de energia elétrica
Simulação de sistemas
Sistemas fotovoltaicos
Resumo em português
A inserção de unidades de geração distribuída nas redes elétricas vai se tornando uma alternativa cada vez mais atraente para o usuário final de energia elétrica. Esse novo cenário exige que as concessionárias estejam preparadas para atender essas opções que influenciam diretamente na operação, controle e planejamento das redes sob suas áreas de concessão. Dentro das diversas problemáticas decorrentes da geração distribuída ou descentralizada, encontra-se a alocação adequada deste tipo de geradores nas redes elétricas. Para acometer essa questão, esse trabalho apresenta uma nova ferramenta computacional que aloca simultaneamente e de forma ótima um conjunto . O termo alocação ótima faz referência ao objetivo que deve ser atingido pela solução proposta. Nesse caso, o intuito dessa pesquisa é identificar os barramentos de uma rede elétrica de distribuição onde a injeção de potencia elétrica distribuída consiga minimizar as perdas elétricas. A ferramenta computacional utiliza um algoritmo baseado na técnica de otimização meta-heurística conhecida como Pattern Search, o qual foi desenvolvido em MATLAB. Para rodar o fluxo de potência e, portanto, calcular a função objetivo (perdas elétricas), o algoritmo conecta com o Open Distribution System Simulator (OpenDSS). Para comprovar o desempenho da solução proposta, foi utilizado um caso de estudo baseado na rede padrão IEEE 123-Node Test Feeder. As cargas presentes nessa rede foram modeladas ao longo do dia usando os dados da campanha de medições de uma concessionária do Estado de São Paulo, os quais foram fornecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Além disso, as irradiâncias solares registradas por duas estações meteorológicas da cidade de São Paulo foram incluídas no algoritmo. Os resultados obtidos demonstram a eficiência da metodologia desenvolvida no trabalho, a qual pode ser aplicada para qualquer tipo de rede.
Título em inglês
Untitled in english
Palavras-chave em inglês
Distributed generation
Heuristic methods
Optimization
Pattern search, Power losses
Resumo em inglês
The insertion of distributed generation units in power grids is becoming an increasingly attractive alternative for electricity end users. This new scenario prepares utilities to meet these options, directly influencing the networks operation, control and planning under their concession areas. One of the multiple problems arising from distributed or decentralized generation is the proper allocation of distributed generators in electric grids. This research presents a new computational tool to address this issue that optimally and simultaneously allocates five photovoltaic distributed generation units in electric networks. Optimal allocation refers to the objective the proposed solution should achieve. In this case, this research aims to identify the buses of an electric distribution network where the injection of distributed electric power can minimize electrical losses. The proposed computational tool consists of an algorithm based on the metaheuristic optimization technique, Pattern Search, developed in MATLAB. The proposed algorithm connects with the Open Distribution System Simulator (OpenDSS) to run power flow and thus calculate the objective function (electrical losses). The author used a case study based on IEEE 123-Node Test Feeder to test the proposed solution performance. Loads in this network were modeled throughout the day using data from a Sao Paulo State concessionaires field measurements, which the National Electric Energy Agency (ANEEL) makes available upon request. In addition, the author also included the solar radiance registered by Sao Paulo City weather stations. Results show the efficiency of the methodology developed in this research and indicate that applying it to different types of networks is possible.
 
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Data de Publicação
2024-02-19
 
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