Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Proposed model with weighted parameters for microgrid management: incorporating diverse load profiles, assorted tariff policies, and energy storage devices
Autor(es): CARVALHO, Diego Barbosa
Primeiro Orientador: BORTONI, Edson da Costa
Resumo: Este estudo apresenta um modelo baseado em otimização com parâmetros ponderados e ajus-táveis, incorporando variantes determinísticas e estocásticas para permitir uma transição suave entre estratégias de controle para o gerenciamento de microrredes. A motivação para conduzir este estudo surge de uma lacuna identificada na literatura sobre o gerenciamento de microrre-des, especialmente porque poucos estudos abordam cargas não programadas sob diferentes políticas de mercado de energia. Considerando esse fator, o objetivo da pesquisa é verificar as vantagens técnicas e econômicas que a abordagem proposta oferece a uma microrrede carac-terizada por um perfil de carga que sofre variações significativas com base no dia da semana. Um sistema de controle baseado em Model Predictive Control (MPC) é empregado como o gerente do sistema, utilizando indicadores-chave de desempenho para avaliar a eficácia do modelo. A estratégia de controle, implementada no nível do gerador de sinal de referência, é projetada para minimizar os custos operacionais e conter a degradação do Sistema de Arma-zenamento de Energia (ESS). Os resultados demonstram que a variante determinística do mo-delo proposto proporciona um retorno quantitativo significativo para a microrrede, especial-mente em perfis de carga mais estáveis. Além disso, a variante determinística é um método que permite elucidar uma variedade de valores para os parâmetros ponderados do modelo proposto, que serão utilizados na variante estocástica da abordagem. Por outro lado, a variante estocástica destaca-se por oferecer benefícios mais pronunciados para a microrrede em cená-rios com perfis de carga com variações abruptas. Ambas as versões do modelo em estudo exi-bem desempenho notável em comparação com os modelos de referência estabelecidos.
Abstract: This study introduces an optimization-based model featuring weighted and adjustable parame-ters, integrating deterministic and stochastic components to facilitate a seamless transition between control strategies for microgrid management. The impetus for this investigation stems from a discerned void in the existing literature concerning microgrid management, par-ticularly the scarcity of studies addressing non-scheduled loads within various energy market frameworks. In light of this gap, the research aims to evaluate the technical and economic merits of the proposed approach within a microgrid characterized by a load profile exhibiting significant day-of-the-week variations. A Model Predictive Control (MPC)-based control sys-tem serves as the central management entity, utilizing key performance indicators to gauge the efficacy of the model. This control strategy, implemented at the reference signal generator level, is devised to minimize operational expenses and mitigate degradation of the Energy Storage System (ESS). The findings indicate that the deterministic variant of the proposed model yields considerable quantitative benefits for the microgrid, particularly evident in sce-narios with more stable load profiles. Moreover, the deterministic variant facilitates the eluci-dation of a range of values for the weighted parameters of the model, subsequently utilized in the stochastic variant. Conversely, the stochastic variant emerges as particularly advantageous for the microgrid in situations characterized by abrupt load profile changes. Both iterations of the model under investigation demonstrate noteworthy performance compared to established benchmark models.
Palavras-chave: Microrrede
Estratégia de gerenciamento de energia
Modelo de controle preditivo
Sistema de armazenamento de energia
Microgrid
Energy management strategy
Model predictive control
Energy stor-age system
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4132
Data do documento: 5-Jun-2024
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