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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66268| Type: | Tese |
| Title: | Modelo de simulação computacional multidomínio para análise de redes elétricas inteligentes com aplicação em transações econômicas de energia |
| Authors: | Melo, Lucas Silveira |
| Advisor: | Leão, Ruth Pastôra Saraiva |
| Co-advisor: | Issicaba, Diego |
| Keywords: | Sistemas de energia baseados em transações;Recursos energéticos;Redes elétricas inteligentes;Sistemas elétricos |
| Issue Date: | 29-Apr-2022 |
| Citation: | MELO, L.C. Modelo de simulação computacional multidomínio para análise de redes elétricas inteligentes com aplicação em transações econômicas de energia. 2022. 188f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Com o advento das redes elétricas inteligentes, um novo modelo organizacional vem se estabelecendo no setor elétrico, impulsionado pela crescente integração de recursos energéticos distribuídos (REDs) à rede. A integração de REDs oferece flexibilidade à operação das redes elétricas, permitindo que prosumidores possam atuar na cadeia de negócios oferecendo serviços como balanço de energia, suporte de potência reativa, restauração de suprimento, entre outros. Nesse contexto, esta tese propõe um modelo de simulação computacional para redes elétricas inteligentes (SiMSG) assim como uma instância desse modelo aplicada à construção de uma arquitetura de sistemas de energia transativos (TES), o SiMTES, que utiliza o SiMSG para sua implementação em um estudo de caso. O SiMSG baseia-se em três conceitos principais: a metodologia recasting, ou reformulação, para composição de modelos de simulação computacional, a integração de ferramentas multi-domínio via co-simulação e a implementação de comportamentos distribuídos via sistemas multi-agentes (SMA). O modelo de simulação proposto possibilita a integração dos diferentes domínios das REIs, por meio do uso conjunto de simuladores que compõem uma plataforma de análise multidomínio, e a representação e simulação de ações de controle, otimização, análise de rede, comunicação, etc, necessários aos modernos sistemas elétricos de potência. A arquitetura SiMTES, proposta como aplicação do modelo SiMSG, é utilizada para teste e validação do modelo de simulação, é modelada com base no conceito de SMA e tem como principal característica operacional a definição de duas fases: fase de programação da operação e fase de operação em tempo real. O modelo desenvolvido é aplicado a uma rede de distribuição de energia elétrica de média/baixa tensão com 74 nós, e um sistema de comunicação do tipo Low Power Wide Area (LPWA). Os resultados obtidos nas simulações mostram a aplicabilidade da arquitetura SiMSG/SiMTES e a usabilidade do modelo de simulação, com a ativação dos dispositivos de armazenamento de rede diretamente controláveis de forma prioritária. Também é comprovado nas simulações realizadas a clara influência da alteração dos preços da energia na programação dos dispositivos de armazenamento dos prosumidores. Além disso, os tempos estabelecidos entre as fases operacionais foram validados tanto para a topologia quanto para os parâmetros da rede de comunicação LPWA proposta. |
| Abstract: | With the advent of smart electricity grids, a new organizational model has been established in the electricity sector, driven by the growing integration of distributed energy resources (DERs) into the grid. The integration of DERs offers flexibility in the operation of electricity networks, allowing prosumers to act in the business chain offering services such as energy balance, reactive support, restoration of supply, among others. In this context, this thesis proposes a computational simulation model for smart electricity grids (SiMSG) as well as an instance of this model applied in the construction of an architecture of transactive energy systems (TES), the SiMTES, which uses SiMSG for its implementation in a case study. SiMSG is based on three main concepts: the recasting methodology for composing computer simulation models, the integration of multidomain tools via co-simulation and the implementation of distributed behavior via multi-agent systems (MAS). The proposed simulation model enables the integration of the different domains of the smart electricity grids through the joint use of simulators that compose a multi-domain analysis platform, enabling the representation and simulation of control actions, optimization, network analysis, communication, etc., which are necessary for modern electrical power systems. The SiMTES architecture, proposed as an application of the SiMSG model, is used as a proof of concept for the simulation model, being modeled based on the MAS concept and having as its main operational characteristic the definition of two phases: operation programming phase and real-time operation phase. The developed model is applied in a medium/low voltage electrical energy distribution network with 74 nodes, and a Low Power Wide Area (LPWA) type communication system. The results obtained in the simulations show the coherence of the SiMSG/SiMTES architecture and the usability of the simulation model, with the activation of directly controllable network storage devices as a priority and the clear influence of the change in energy prices on the programming of storage energy devices of prosumers. Furthermore, the times established between the operational phases were validated both for the topology and for the parameters of the proposed LPWA communication network |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66268 |
| Appears in Collections: | DEEL - Teses defendidas na UFC |
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