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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/65886
Tipo: | TCC |
Título: | Avaliação de desempenho de uma usina solar fotovoltaica com base no agrupamento k-means |
Autor(es): | Nogueira, Wesley Bezerra |
Orientador: | Leão, Ruth Pastôra Saraiva |
Coorientador: | Cavalcante, Danielle Baltazar |
Palavras-chave: | Desempenho de usinas fotovoltaicas;Clusterização de inversores;K-means;Sistemas fotovoltaicos |
Data do documento: | 2022 |
Citação: | NOGUEIRA, Wesley Bezerra. Avaliação de desempenho de uma usina solar fotovoltaica com base no agrupamento k-means. 2022. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
Resumo: | Em 2021, o Brasil alcançou, segundo a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR), a marca de 13 GW de potência operacional em usinas solares fotovoltaicas de grande porte, bem como em pequenos e médios sistemas, correspondendo a um valor acima de 70\% da potência da usina hidrelétrica de Itaipu. Com isso, o país é o único latino-americano no Top 15 da classificação mundial de capacidade instalada de energia solar elaborada pela Agência Internacional para as Energias Renováveis (IRENA). Por esse motivo, faz-se importante analisar o uso dos recursos energéticos, buscando entender o comportamento e o desempenho de sistemas fotovoltaicos, identificando possíveis irregularidades na laboração. Portanto, neste trabalho, será implementada um método de data mining, aplicado em clusterização de dados, conhecido como K-means. Tal método objetiva agrupar 36 estações de transformadores, pertencentes a 4 usinas fotovoltaicas, em diferentes conjuntos, de tal forma que os componentes de um mesmo grupo apresentem características semelhantes. O algoritmo de clusterização K-means foi desenvolvido em linguagem de programação Python, usando as variáveis de potência dos inversores e de irradiação solar como entrada de dados. Os dados de entrada foram extraídos do Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA) e discretizados em intervalos de 60 minutos. Tal metodologia permite analisar o desempenho dos sistemas por meio de grupos, em detrimento de análises individuais, amenizando o esforço para acompanhar a operação de usinas fotovoltaicas com grande quantidade de inversores. Os resultados obtidos demonstram que inversores com especificações semelhantes entre si, dispostos em um mesmo sistema fotovoltaico, podem apresentar comportamentos divergentes. Em grupos onde o desempenho dos inversores é inferior aos demais, é necessária a realização de um estudo para compreender os possíveis motivos que resultaram em tais deficiências. |
Abstract: | In 2021, Brazil reached, according to the Brazilian Association of Photovoltaic Solar Energy (ABSOLAR), the mark of 10 GW of operational power in large-scale solar photovoltaic plants, as well as in small and medium-sized systems, corresponding to a value above 70\% of the power of the Itaipu hydroelectric plant. With that, the country is the only Latin American in the Top 15 of the world ranking of installed solar energy capacity prepared by the International Renewable Energy Agency (IRENA). For this reason, it is important to analyze the use of energy resources, seeking to understand the behavior and performance of photovoltaic systems, identifying possible irregularities in the work. Therefore, in this work, a data mining method will be implemented, applied in data clustering, known as K-means. This method aims to group 36 transformer stations, belonging to 4 photovoltaic plants, in different sets, in such a way that the components of the same group have similar characteristics. The K-means clustering algorithm was developed in Python programming language, using the inverter power and solar irradiance variables as data input. The input data were extracted from the Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) and discretized at 60-minute intervals. This methodology allows analyzing the performance of systems through groups, rather than individual analyses, easing the effort to monitor the operation of photovoltaic plants with a large number of inverters. The results obtained demonstrate that inverters with similar specifications, arranged in the same photovoltaic system, can present divergent behaviors. In groups where the performance of inverters is inferior to the others, it is necessary to carry out a study to understand the possible reasons that resulted in such deficiencies. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/65886 |
Aparece nas coleções: | ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias |
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