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Type: Dissertação
Title: Planejamento de parques eólicos com análise de requisito de confiabilidade
Author: Marliere, Frederick Tavares
First Advisor: Oliveira, Leonardo Willer de
Co-Advisor: Silva Junior, Ivo Chaves da
Referee Member: Passos Filho, João Alberto
Referee Member: Belati, Edmarcio Antonio
Resumo: Este trabalho propõe a aplicação de técnicas meta-heurísticas bio-inspiradas de otimização para o planejamento de parques eólicos offshore, considerando os critérios de confiabilidade e econômico, associado aos custos inerentes a cabos para roteamento entre aerogeradores e entre aerogeradores e a subestação coletora. As técnicas de otimização bio-inspirada aplicadas ao problema são a Ecolocalização de Morcegos e Otimização de Lobos Cinzentos. A utilização destas técnicas visa prover uma análise comparativa de desempenho. É feita a avaliação de diferentes índices de confiabilidade próprios para parques eólicos, no planejamento do roteamento dos mesmos. A metodologia é aplicada em parques eólicos teste da literatura para avaliação e validação da mesma. As análises propostas demonstram que o problema deve ter abordagem por modelos de otimização multiobjetivo, a fim de conciliar os critérios considerados. Os resultados obtidos demonstram a importância da inserção do requisito de confiabilidade em meio ao processo evolutivo do algoritmo otimizador para obtenção de resultados viáveis que atendem aos requisitos propostos. É incluída também a utilização da Simulação de Monte Carlo para avaliação e validação da confiabilidade para os resultados encontrados pela metodologia de otimização proposta. O estudo se baseia inicialmente em alternativas de topologias de conexão radiais, pela simplicidade e menor custo de investimento. Uma vez encontrada uma topologia radial que seja satisfatória aos critérios analisados, posteriormente, esta topologia é transformada em radial segmentada através da inserção de recursos como cabos redundantes, objetivando à melhora da confiabilidade e minimizando os efeitos de falha. O estudo visa avaliar a importância da utilização do critério confiabilidade no planejamento de parques eólicos offshore.
Abstract: This paper proposes an application of metaheuristic and bioinspired optimization techniques to the planning of offshore wind farms, considering the reliability and economic criteria, related to the costs inherent to the cables for the routing between wind turbines as wells between wind turbines and the farm internal substation. The bioinspired optimization techniques applied to the problem are the bat echolocation and the grey wolf algorithms. The use of these techniques aims at providing a comparative analysis of efficiency. Different reliability indexes are evaluated, which are related to wind farms, in the routing planning. The methodology is applied in wind farms to test the literature for its evaluation and validation. The proposed analyses show that the problem must have an approach by multiobjective optimization models to balance the considered criteria. The obtained results show the importance of inserting the reliability criterion in the evolving process of optimization algorithms to obtain feasible results that can meet the proposed criteria. It is also included the Monte Carlo simulation to evaluate and validate the reliability indexes for the results from the proposed optimization approach. The study is initially based on radial connection topologies due to their simplicity and lower investment cost. Once a radial topology that meets the evaluated criteria is found, this topology is after converted into a segmented radial configuration through the insertion of resources as redundant cables, aiming at the reliability improvement and the minimization of failure effects. The study aims to assess the importance of using the reliability criterion when planning offshore wind farms.
Keywords: Parque eólico
Confiabilidade
Otimização
Ecolocalização de morcegos
Grey wolf optimizer
Wind farm
Reliability
Optimization
Bat algorithm
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11553
Issue Date: 22-May-2020
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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