Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.22/6071
Título: Gestão de Recursos Energéticos nas SmartGrids
Autor: Morais, Hugo Gabriel Valente
Orientador: Vale, Zita
Khodr, Hussein
Data de Defesa: 2010
Resumo: A sustentabilidade do sistema energético é crucial para o desenvolvimento económico e social das sociedades presentes e futuras. Para garantir o bom funcionamento dos sistemas de energia actua-se, tipicamente, sobre a produção e sobre as redes de transporte e de distribuição. No entanto, a integração crescente de produção distribuída, principalmente nas redes de distribuição de média e de baixa tensão, a liberalização dos mercados energéticos, o desenvolvimento de mecanismos de armazenamento de energia, o desenvolvimento de sistemas automatizados de controlo de cargas e os avanços tecnológicos das infra-estruturas de comunicação impõem o desenvolvimento de novos métodos de gestão e controlo dos sistemas de energia. O contributo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia de gestão de recursos energéticos num contexto de SmartGrids, considerando uma entidade designada por VPP que gere um conjunto de instalações (unidades produtoras, consumidores e unidades de armazenamento) e, em alguns casos, tem ao seu cuidado a gestão de uma parte da rede eléctrica. Os métodos desenvolvidos contemplam a penetração intensiva de produção distribuída, o aparecimento de programas de Demand Response e o desenvolvimento de novos sistemas de armazenamento. São ainda propostos níveis de controlo e de tomada de decisão hierarquizados e geridos por entidades que actuem num ambiente de cooperação mas também de concorrência entre si. A metodologia proposta foi desenvolvida recorrendo a técnicas determinísticas, nomeadamente, à programação não linear inteira mista, tendo sido consideradas três funções objectivo distintas (custos mínimos, emissões mínimas e cortes de carga mínimos), originando, posteriormente, uma função objectivo global, o que permitiu determinar os óptimos de Pareto. São ainda determinados os valores dos custos marginais locais em cada barramento e consideradas as incertezas dos dados de entrada, nomeadamente, produção e consumo. Assim, o VPP tem ao seu dispor um conjunto de soluções que lhe permitirão tomar decisões mais fundamentadas e de acordo com o seu perfil de actuação. São apresentados dois casos de estudo. O primeiro utiliza uma rede de distribuição de 32 barramentos publicada por Baran & Wu. O segundo caso de estudo utiliza uma rede de distribuição de 114 barramentos adaptada da rede de 123 barramentos do IEEE.
The energy system sustainability is crucial to the present and future economic and social development of societies. To ensure the correct functioning of power systems, the independent system operator controls large power plants, the transmission and distribution networks. However, the penetration of distributed generation, especially in the medium and low voltage distribution networks, the deregulation of electricity markets, the increment of home and industrial automation with load control, the development of new and more efficient storage systems and the development of new communication infrastructures, require new management and control methods in power systems. The main contribution of the present work is the development of a new energy resource management methodology in the SmartGrid context, considering Virtual Power Producers (VPP) which manages a set of facilities (generation units, consumers and storage units) and, in some cases, the distribution network. The developed method considers an intensive use of distribution generation, demand response programs and storage units. This thesis also proposes a new SCADA hierarchy, with several control and decision-making levels, managed by different entities. These entities operate in a competitive environment, but also cooperate to obtain common goals. The proposed methodology has been developed using deterministic techniques in particular mixed integer nonlinear programming and has considered three different objective functions (minimum operation costs, minimum gas emissions and minimum load curtailment). Weights are assigned to each objective function to obtain a global multi-objective function, which allowed determine the Pareto optimal front. Locational marginal Prices (LMP) in each bus are also evaluated. The uncertainties of input data, including wind and photovoltaic generation and costumers’ consumption, are also considered. The proposed method provides VPPs with a set of energy resource management solutions, that allow making more conscious decisions and in accordance with their profile. Two case studies are presented in this work. The first one uses a 32 buses distribution network, published by Baran & Wu. The second case study uses a 114 buses distribution network, adapted from the 123 buses IEEE distribution network.
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/6071
Designação: Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia
Aparece nas colecções:ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

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