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Tipo do documento: Dissertação
Título: Pré-despacho incorporando fontes de energia eólica, maremotriz e sistemas de armazenamento de energia
Título(s) alternativo(s): Pre-shipment incorporating wind energy sources, tidal power and energy storage systems
Autor: PEREIRA, Felipe Borges 
Primeiro orientador: CASAS, Vicente Leonardo Paucar
Primeiro membro da banca: CASAS, Vicente Leonardo Paucar
Segundo membro da banca: OLIVEIRA, Denisson Queiroz
Terceiro membro da banca: SOUZA, Lindomar Jacinto de
Resumo: O pré-despacho é uma importante etapa do planejamento da operação, tendo geralmente como objetivo minimizar o custo total da operação durante o horizonte de agendamento, respeitando restrições como os limites de reserva girante, tempos mínimos ligado e desligado, limites de rampa dos geradores, as restrições do balanço de potência ativa e limites de potência dos geradores em cada instante. Além disso, para reduzir a dependência de combustíveis fósseis e as emissões de gases de efeito estufa, a integração de recursos de energia limpa e renovável aos sistemas de energia elétrica atraiu atenção mundial. Sendo assim, esta dissertação apresenta um modelo de pré-despacho de redes elétricas inteligentes, além de uma metodologia fundamentada em programação dinâmica forward com o desígnio de solucionar o problema formulado. No problema do pré-despacho foram consideradas as fontes de energia renovável (FER) intermitentes, e os sistemas de armazenamento de energia (SAE). Ênfase foi dada nas FER intermitentes aos parques eólicos e maremotrizes e nos SAE aos sistemas de armazenamento por baterias. Entretanto, devido a incerteza na previsão dos ventos (que irão causar diferenças entre os valores previstos e medidos), um modelo probabilístico (com base na função densidade de probabilidade da Weibull) para as turbinas eólicas é formulado, o qual penaliza através de um custo o fato de se subestimar ou superestimar a potência disponível para geração pelo parque eólico. A inclusão do parque maremotriz ao pré-despacho é mais simples pois, apesar de ser intermitente, é uma fonte de energia bem previsível. Por fim, com o objetivo de otimizar o custo do pré-despacho, o sistema por armazenamento de energia por baterias é incorporado ao problema. A metodologia proposta foi implementada em ambiente computacional MATLAB® e aplicada a dois sistemas teste comumente utilizados (com quatro e dez unidades geradoras térmicas, respectivamente). Os resultados da simulação demonstram a aplicabilidade e bom desempenho do método proposto, bem como as vantagens da utilização de sistemas de armazenamento de energia para auxiliar no deslocamento da demanda, redução do pico da mesma e aumento da economia.
Abstract: Unit commitment is an important step in the planning of the operation, generally aiming to minimize the total cost of the operation during the scheduling horizon, respecting constraints such as spinning reserve limits, minimum on and off times, ramp limits of generators, the restrictions of the active power balance and the power limits of the generators at each instant. In addition, to reduce dependence on fossil fuels and greenhouse gas emissions, the integration of clean and renewable energy resources into electricity systems has attracted worldwide attention. Thus, this dissertation presents an unit commitment model under smart grids environment, in addition to a methodology based on dynamic forward programming with the aim of solving the problem formulated. In the unit commitment problem were considered intermittent renewable energy sources (RES), and energy storage systems (ESS). Emphasis was given on intermittent RES to wind and tidal energy farms and ESS to battery storage systems. However, due to uncertainty in wind forecasting (which will cause differences between predicted and measured values), a probabilistic model (based on the Weibull probability density function) for wind turbines is formulated, which penalizes through a cost the fact that the power available for generation by the wind farm is underestimated or overestimated. The inclusion of the tidal energy farm to the unit commitment is simpler because, although intermittent, it is a very predictable source of energy. Finally, in order to optimize the cost of the unit commitment, the battery energy storage system for energy storage is incorporated into the problem. The proposed methodology was implemented in MATLAB® computing environment and applied to two commonly used test systems (with four and ten thermal generating units, respectively). The results of the simulation demonstrate the applicability and good performance of the proposed method, as well as the advantages of using energy storage systems to aid in the demand shifting, peak demand shaving besides increasing the economy.
Palavras-chave: Parque eólico
Parque maremotriz
Pré-despacho
Programação dinâmica forward
Sistemas de Armazenamento de Energia
Wind Farm
Tidal energy farm
Unit commitment
Forward dynamic programming
Energy Storage System
Área(s) do CNPq: Sistemas Elétricos de Potência
Geração da Energia Elétrica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
Citação: PEREIRA, Felipe Borges. Pré-despacho incorporando fontes de energia eólica, maremotriz e sistemas de armazenamento de energia. 2019. 96 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade / CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2566
Data de defesa: 25-Feb-2019
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