dc.creator.ID |
MEDEIROS, G. L. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/0210138940848057 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
SOUZA, Benemar Alencar de. |
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dc.contributor.advisor1ID |
SOUZA, B. A. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4987294390789975 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
BRITO , Nubia Silva Dantas. |
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dc.contributor.referee2 |
MEDEIROS JÚNIOR , Manoel Firmino de. |
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dc.description.resumo |
Uma metodologia é apresentada para o dimensionamento ótimo de múltiplos Sistemas de
Armazenamento de Energia por Baterias (SAEB) aplicados a Sistemas Híbridos de Geração
de Energia (SHGE) com despacho centralizado, em sistemas interligados, com a avaliação de
diferentes tecnologias de baterias. O objetivo principal consistiu em avaliar o dimensionamento
ótimo, levando em conta o impacto na: flexibilidade operacional, prevenção do corte de geração
(curtailment), dinâmica de fluxos de potência e intercâmbio de energia. Busca-se encontrar a
capacidade de armazenamento que trará o máximo benefício marginal ao sistema. Para isso,
é desenvolvido um algoritmo, que leva em conta as características da rede existente e suas
cargas, os padrões de geração das fontes de energia e a operação dos SAEB. Para encontrar
as soluções ótimas, são aplicados a heurística de Otimização por Enxame de Partículas (PSO)
e para avaliação do sistema, o método de fluxo de carga por Newton-Raphson. Junto a isso,
explora-se a integração de fontes intermitentes, tais como eólica e fotovoltaica, considerando as
caraterísticas específicas de cada uma dessas fontes, para determinar o dimensionamento dos
SAEB. É empregado séries históricas horárias, com dados de irradiância solar e à velocidade do
vento, para a modelagem da geração, como também de demanda, com a aplicação dos dados
do sistema Nordeste. Na análise dos estudos de casos, foram utilizados locais de geração na
Bahia, Rio Grande do Norte e Ceará. Para a validação da metodologia proposta e os impactos
do SAEB, foram criados três estudos de caso, utilizando os sistemas IEEE 14 e 30 barras.
Foi possível realizar a avaliação, da aplicação dos diferentes indicadores nos resultados, da
complementaridade entre SHGE em diferentes localidades e até mesmo indicar melhores pontos
para a localização elétrica dos parques de geração e seus SAEB. A implementação da metodologia
possibilitou uma análise detalhada da eficácia do SAEB na integração de redes, evidenciando
uma significativa redução na flutuação de energia e um efeito de suavização notável, contribuindo
para a estabilidade e eficiência operacional do sistema elétrico. Dentre as tecnologias avaliadas, a
que se destaca, dentre as avaliadas, mostrou-se com melhor relação custo-benefício e permitindo
a obtenção de benefícios marginais com capacidades superiores, sem necessariamente resultar
em custos totais mais elevados. A estrutura, que leva em conta a flexibilidade operacional, além
de evitar o curtailment e a dinâmica do sistema interconectado, oferece uma abordagem holística.
Ademais, a metodologia apresentada se destaca como um importante recurso de análises, tanto
de planejamento quanto de operação de sistemas, para enfrentar os desafios da integração de
recursos de energias renováveis em sistemas de despacho centralizados. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica. |
pt_BR |
dc.title |
Dimensionamento ótimo de sistemas de armazenamento de energia aplicados a sistemas híbridos de geração de energia. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2024-05-28 |
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dc.description.abstract |
A methodology is presented for the optimal sizing of multiple Battery Energy Storage Systems
(BESS) applied to Hybrid Energy Generation Systems (HEGS) with centralized dispatch in
interconnected systems, evaluating different battery technologies. The primary objective is to
assess the optimal sizing considering the impact on operational flexibility, curtailment prevention,
power flow dynamics, and energy exchange. The goal is to determine the storage capacity that
will bring the maximum marginal benefit to the system. To achieve this, an algorithm is developed
that accounts for the characteristics of the existing network and its loads, the generation patterns
of energy sources, and the operation of BESS. Particle Swarm Optimization (PSO) is applied to
find optimal solutions, and the Newton-Raphson load flow method is used for system evaluation.
The integration of intermittent sources, such as wind and photovoltaic, is explored, considering
their specific characteristics to determine the sizing of BESS. Hourly historical data, including
solar irradiance and wind speed, are used for generation modeling, as well as demand data
from the Northeast system. In the case studies analysis, generation sites in Bahia, Rio Grande
do Norte, and Ceará were utilized. To validate the proposed methodology and the impacts of
BESS, three case studies were created using the IEEE 14-bus and 30-bus systems. The evaluation
included the application of different indicators in the results, the complementarity between
HPGS in different locations, and the identification of optimal points for the electrical location of
generation parks and their BESS. The implementation of the methodology allowed a detailed
analysis of the effectiveness of BESS in network integration, showing a significant reduction in
energy fluctuations and a notable smoothing effect, contributing to the stability and operational
efficiency of the power system. Among the evaluated technologies, the one with the best cost benefit ratio demonstrated superior capacity benefits without necessarily resulting in higher total
costs. The structure, which considers operational flexibility, curtailment prevention, and the
dynamics of the interconnected system, offers a holistic approach. Furthermore, the presented
methodology stands out as a significant resource for both planning and operation analyses of
systems, addressing the challenges of integrating renewable energy resources in centralized
dispatch systems. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37255 |
|
dc.date.accessioned |
2024-08-12T17:38:09Z |
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dc.date.available |
2024-08-12 |
|
dc.date.available |
2024-08-12T17:38:09Z |
|
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Processamento de energia |
pt_BR |
dc.subject |
Sistemas de armazenamento de energia por baterias (SAEB) |
pt_BR |
dc.subject |
Dimensionamento ótimo |
pt_BR |
dc.subject |
Sistemas híbridos de geração de energia (SHGE) |
pt_BR |
dc.subject |
Geração eólica |
pt_BR |
dc.subject |
Geração fotovoltaica |
pt_BR |
dc.subject |
Otimização por enxame de partículas (PSO) |
pt_BR |
dc.subject |
Fluxo de potência |
pt_BR |
dc.subject |
Energy processing |
pt_BR |
dc.subject |
Battery energy storage systems (SAEB) |
pt_BR |
dc.subject |
Optimal sizing |
pt_BR |
dc.subject |
Hybrid power generation systems (SHGE) |
pt_BR |
dc.subject |
Wind generation |
pt_BR |
dc.subject |
Photovoltaic generation |
pt_BR |
dc.subject |
Particle swarm optimization (PSO) |
pt_BR |
dc.subject |
Power flow |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
MEDEIROS, Gabriel Loureiro. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Optimal sizing of energy storage systems applied to hybrid power generation systems. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
MEDEIROS, Gabriel Loureiro. Dimensionamento ótimo de sistemas de armazenamento de energia aplicados a sistemas híbridos de geração de energia. 2024. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. |
pt_BR |