Islanded microgrid optimal sizing using gradient-based algorithm

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Antunes, Evelise de Godoy
• Orientador(a): Leborgne, Roberto Chouhy
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Microrredes; Otimização; Algoritmos
• Palavras-chave em Inglês: Microgrids; Optimal sizing; Gradient-based optimization; Automatic differentiation (AD); Particle swarm optimization (PSO)
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/250524

Em locais isolados onde não há conexão com a rede elétrica de distribuição, o uso do gerador a diesel como fonte de energia elétrica é considerável, devido à sua confiabilidade e independência climática. Com a intensificação da preocupação ambiental, o uso de fontes de energia renováveis tem aumentado. Entretanto, estas micro redes isoladas com alta penetração de energia renovável precisam ser bem dimensionadas para permitir o atendimento da carga com alto nível de confiabilidade. É por isso que um algoritmo de otimização adequado precisa ser usado para obter o tamanho ideal da microrrede para cada projeto. Portanto, este trabalho apresenta o uso de um algoritmo de otimização determinístico baseado em gradiente para resolver o dimensionamento ótimo da microrrede, que não é frequentemente utilizado para este tipo de problema. O objetivo da otimização é obter o projeto da microrrede com o menor custo líquido atual (NPC), que respeite um valor máximo de não atendimento da carga (SF - do inglês shedding fraction). Uma maneira possível de obter os valores de NPC e SF para cada configuração de microrrede e especificação de componentes é simular um ano inteiro de sua operação, por meio de um simulador de microrrede. O cálculo dos gradientes usados no algoritmo de otimiza- ção é feito com um pacote de Diferenciação Automática que tem uma alta precisão e desempenho computacional. Os resultados da convergência e do tempo de computação são comparados com os resultados do algoritmo de otimização de Enxame de Partículas (PSO - do inglês Particle Swarm Optimization), um algoritmo de otimização meta-heurístico que é comumente utilizado para resolver o problema de dimensionamento ótimo da microrrede.