Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gadelha, Nathanael Duque
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67607
Resumo: The growth of distributed generation has been accountable for changes in characteristics of the power distribution systems (SDEs), from passive to active networks, from unidirectional to bidirectional power flow and with consumers and prosumers. The multiple energy resources in the SDEs are best managed in the form of microgrids, which are small power systems made up of sources, energy storage devices and controllable loads. For the management of a microgrid, optimal economic dispatch (DEO) methods are used, which aim to obtain the lowest total operating cost of the microgrid, taking into account technical and regulatory restrictions. The objective of this work is to develop and simulate an optimal dispatch of a microgrid that comprises dispatchable sources, non-dispatchable sources, batteries, and controllable loads, using distributed optimization algorithms such as Consensus, Diffusion, Exact Diffusion, and Multi-agent systems (MAS). The Python Agent Development (PADE) platform was used to create and run the agents that participate in the optimal dispatch of the microgrid. The performance of the methods is compared in terms of computational cost and results obtained from the DEO. Among the optimization methods with matrix modeling, exact diffusion proved to be the fastest method with the lowest total computational cost when compared to its counterparts. Additionally, the Exact Diffusion method is the method that most respects the privacy of the data of the agents, with the diffusion parameter the only variable interchanged between agents, respecting the confidentiality of other data. As for the application of a Multiagent system on the PADE platform, an algorithm was developed to use the mosaik API enabling synchronized and successful communication between the microgrid agents. The Consensus algorithm was applied in the SMA, successfully performing the DEO of the microgrid.Finally, an extra SMA exclusive case was made to show the Plug and Play tool.
id UFC-7_ca5dad13e5bb06d0280ea04a9ef3f2bc
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/67607
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema MultiagenteMicrorredeDespacho ÓtimoControle DistribuídoMultiagentePADEThe growth of distributed generation has been accountable for changes in characteristics of the power distribution systems (SDEs), from passive to active networks, from unidirectional to bidirectional power flow and with consumers and prosumers. The multiple energy resources in the SDEs are best managed in the form of microgrids, which are small power systems made up of sources, energy storage devices and controllable loads. For the management of a microgrid, optimal economic dispatch (DEO) methods are used, which aim to obtain the lowest total operating cost of the microgrid, taking into account technical and regulatory restrictions. The objective of this work is to develop and simulate an optimal dispatch of a microgrid that comprises dispatchable sources, non-dispatchable sources, batteries, and controllable loads, using distributed optimization algorithms such as Consensus, Diffusion, Exact Diffusion, and Multi-agent systems (MAS). The Python Agent Development (PADE) platform was used to create and run the agents that participate in the optimal dispatch of the microgrid. The performance of the methods is compared in terms of computational cost and results obtained from the DEO. Among the optimization methods with matrix modeling, exact diffusion proved to be the fastest method with the lowest total computational cost when compared to its counterparts. Additionally, the Exact Diffusion method is the method that most respects the privacy of the data of the agents, with the diffusion parameter the only variable interchanged between agents, respecting the confidentiality of other data. As for the application of a Multiagent system on the PADE platform, an algorithm was developed to use the mosaik API enabling synchronized and successful communication between the microgrid agents. The Consensus algorithm was applied in the SMA, successfully performing the DEO of the microgrid.Finally, an extra SMA exclusive case was made to show the Plug and Play tool.O crescimento da geração distribuída tem sido responsável por mudanças nas características dos sistemas de distribuição de energia elétrica (SDE) tais como: de rede passiva para ativa, de fluxo de potência unidirecional para bidirecional e com consumidores e prossumidores. Os múltiplos recursos energéticos dos SDEs são melhor gerenciados na forma de microrredes definidas como sistemas de potência de pequeno porte formados por fontes, dispositivos de armazenamento de energia e cargas controláveis. Para o gerenciamento de uma microrrede são usados métodos de despacho econômico ótimo (DEO), que visam obter o menor custo total de operação da microrrede, atendendo às restrições técnicas e normativas. O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um sistema de despacho econômico ótimo para microrredes com algoritmos de otimização distribuídos em uma arquitetura de gerenciamento distrivuiído, a microrrede utilizada para os casos de estudo será composta de fontes despacháveis, fontes não despacháveis, baterias e cargas, serão utilizados os algoritmos de otimização distribuída de Consenso, Difusão, Difusão Exata e por fim, representa-se o algoritmo de consenso em um Sistemas Multiagentes (SMA). A plataforma Python Agent Development (PADE) foi usada para criação e execução dos agentes que participam da otimização da microrrede. O desempenho dos métodos é comparado quanto ao custo computacional e resultados obtidos do DEO. Dentre os métodos de otimização com modelagem matricial, a Difusão Exata mostrou ser o método mais rápido e de menor custo computacional total em relação aos seus similares. Adicionalmente, o método de Difusão Exata é o método que mais respeita a privacidade dos dados dos agentes participantes da microrrede, sendo necessário transmitir entre agentes somente a variável de difusão, respeitando o sigilo de outros dados. Já para a aplicação de SMA na plataforma PADE, foi desenvolvido um algoritmo para usar a API do mosaik possibilitando comunicação sincronizada entre os agentes da microrrede. O algoritmo de Consenso foi aplicado no SMA realizando com sucesso o DEO da microrrede.Por fim, foi feito um caso extra exclusivo do SMA para mostrar a ferramenta do Plug and Play.Leão, Ruth Pastôra SaraivaAlmada, Janaína BarbosaGadelha, Nathanael Duque2022-08-09T16:42:27Z2022-08-09T16:42:27Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfGADELHA, Nathanael Duque. Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente. 2022. 84 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67607porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-08-09T16:42:59Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/67607Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:32:35.351889Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.none.fl_str_mv Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
title Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
spellingShingle Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
Gadelha, Nathanael Duque
Microrrede
Despacho Ótimo
Controle Distribuído
Multiagente
PADE
title_short Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
title_full Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
title_fullStr Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
title_full_unstemmed Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
title_sort Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente
author Gadelha, Nathanael Duque
author_facet Gadelha, Nathanael Duque
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Almada, Janaína Barbosa
dc.contributor.author.fl_str_mv Gadelha, Nathanael Duque
dc.subject.por.fl_str_mv Microrrede
Despacho Ótimo
Controle Distribuído
Multiagente
PADE
topic Microrrede
Despacho Ótimo
Controle Distribuído
Multiagente
PADE
description The growth of distributed generation has been accountable for changes in characteristics of the power distribution systems (SDEs), from passive to active networks, from unidirectional to bidirectional power flow and with consumers and prosumers. The multiple energy resources in the SDEs are best managed in the form of microgrids, which are small power systems made up of sources, energy storage devices and controllable loads. For the management of a microgrid, optimal economic dispatch (DEO) methods are used, which aim to obtain the lowest total operating cost of the microgrid, taking into account technical and regulatory restrictions. The objective of this work is to develop and simulate an optimal dispatch of a microgrid that comprises dispatchable sources, non-dispatchable sources, batteries, and controllable loads, using distributed optimization algorithms such as Consensus, Diffusion, Exact Diffusion, and Multi-agent systems (MAS). The Python Agent Development (PADE) platform was used to create and run the agents that participate in the optimal dispatch of the microgrid. The performance of the methods is compared in terms of computational cost and results obtained from the DEO. Among the optimization methods with matrix modeling, exact diffusion proved to be the fastest method with the lowest total computational cost when compared to its counterparts. Additionally, the Exact Diffusion method is the method that most respects the privacy of the data of the agents, with the diffusion parameter the only variable interchanged between agents, respecting the confidentiality of other data. As for the application of a Multiagent system on the PADE platform, an algorithm was developed to use the mosaik API enabling synchronized and successful communication between the microgrid agents. The Consensus algorithm was applied in the SMA, successfully performing the DEO of the microgrid.Finally, an extra SMA exclusive case was made to show the Plug and Play tool.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-08-09T16:42:27Z
2022-08-09T16:42:27Z
2022
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv GADELHA, Nathanael Duque. Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente. 2022. 84 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67607
identifier_str_mv GADELHA, Nathanael Duque. Despacho Econômico Ótimo de Microrrede Usando Algoritmos de Controle Distribuído no Esquema Matricial e no Sistema Multiagente. 2022. 84 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67607
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1813028847718760448