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Type: Dissertação
Title: Aplicação de técnicas de otimização em sistemas de potência com geração de energia intermitente
Author: Costa, Monique Ribeiro da
First Advisor: Oliveira, Edimar José de
Co-Advisor: Oliveira, Leonardo Willer de
Referee Member: Poubel, Raphael Paulo Braga
Referee Member: Marcato, André Luis Marques
Resumo: Os desafios relacionados à alta inserção de energia eólica em sistemas elétricos de potência (SEP) envolvem questões operacionais devido `a variabilidade dos ventos, aumentando as incertezas na disponibilidade de geração para suprir a demanda. Para abordar essas questões, três metodologias são propostas na presente dissertação. Uma delas se concentra na otimização de reforços no sistema de transmissão de energia elétrica para maximizar a injeção de potência eólica e, portanto, a utilização de fontes renováveis, com minimização dos custos totais dos investimentos. Outra abordagem considera a quantificação da flexibilidade de geração não eólica necessária para garantir a confiabilidade do sistema, determinando o montante de reserva e os reforços nas linhas de transmissão. Para tanto, propõe-se a aplicação do algoritmo k-means para obter cenários de geração eólica, além de um modelo baseado em Fluxo de Potência Ótimo (FPO) e multiplicadores de Lagrange. Por fim, a terceira metodologia propõe a utilização de armazenamento de energia elétrica por meio de baterias para reduzir os impactos de cortes de vento, ou seja, de potência eólica, com análise em base horária ao longo de um período de um mês, considerando cenários de geração eólica e de demanda. Os sistemas teste do IEEE de 24 e 118 barras são utilizados para demonstrar a aplicação das metodologias propostas, sendo os resultados obtidos promissores no sentido de contribuir para o máximo aproveitamento de energia eólica em SEP.
Abstract: The challenges related to the high penetration of wind energy in electrical power systems (EPS) involve operational issues due to the variability of wind, increasing uncertainties in the available generation to meet demand. To address these issues, three methodologies have been proposed. One of them focuses on optimizing reinforcements in the transmission system to maximize the injection of wind power and, thus, the use of renewable sources, while minimizing the total investment cost. Another approach considers quantifying the flexibility of non-wind generation needed to ensure the system reliability by determining the amount of reserve and reinforcements in transmission lines. For that, it is proposed the application of the k-means algorithm to obtain wind generation scenarios, in addition to a model based on Optimal Power Flow (OPF) and Lagrange multipliers. Lastly, the third methodology proposes the use of electrical energy storage through batteries to reduce the impacts of wind curtailment, that is, curtailment in the wind power, with an hourly analysis over a one-month period, considering wind generation and demand scenarios. The IEEE 24-bus and 118-bus test systems are used to demonstrate the application of the proposed methodologies, and the obtained results are promissing to contribute to the maximum utilization of wind energy in EPS.
Keywords: Energia Eólica
Otimização
Planejamento
Operação
Armazenamento de energia
Reforços de Transmissão
Wind energy
Optimization
Planning
Operation
Energy storage
Transmission reinforcements
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/16720
Issue Date: 23-Apr-2024
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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