Método de estimativa pontual e algoritmo de Busca Cuco discreto adaptável para instalação ótima de geração fotovoltaica.
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29410 |
Resumo: | Um método para localização e dimensionamento ótimos de geradores fotovoltaicos em sistemas de distribuição radial, baseado no método de estimativa pontual (MEP) do tipo 2m+1, em que m é o número de variáveis aleatórias de entrada, e no algoritmo de busca cuco discreto adaptável (BCDA) é apresentado. O objetivo final é a minimização dos custos totais trazidos a valor presente, incluindo os custos das perdas anuais de energia. Para tanto, considera-se a aleatoriedade da geração e também da demanda. Para o cálculo do fluxo de potência é empregado o método da soma de potências. Por simplicidade, a carga é considerada uma variável aleatória gaussiana. Uma melhoria na forma de cálculo das perdas de energia por meio da junção do MEP com a amostragem por sequência de Sobol é proposta. Sendo assim, utiliza-se a simulação de Monte Carlo como comparação dos métodos de estimativa pontual tradicional e do método proposto. A correlação que se verificou existir entre irradiância solar e temperatura ambiente é considerada nos cálculos dos fluxos de potência. Emprega-se a teoria de cópula para incorporar a correlação durante as simulações de Monte Carlo realizadas. O algoritmo de otimização proposto, BCDA, é comparado com a Busca Cuco (BC), algoritmo genético (AG) e otimização por enxame de partículas (PSO). Dos testes iniciais, em que apenas um gerador foi inserido no sistema constatou-se que a consideração da correlação entre irradiância e temperatura ambiente é irrelevante nas simulações de Monte Carlo, porém é importante nas simulações utilizando MEP. Para validação, o método proposto é aplicado ao sistema teste de 69 barras do IEEE. Constatou-se a viabilidade da instalação dos geradores, tanto pela redução dos custos totais quanto pela redução do custo nivelado de energia. |
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Método de estimativa pontual e algoritmo de Busca Cuco discreto adaptável para instalação ótima de geração fotovoltaica.Point estimation method and discrete Cuckoo Search algorithm adaptable for optimal installation of photovoltaic generation.Método de estimación puntual y algoritmo discreto de Cuckoo Search Adaptable para una óptima instalación de generación fotovoltaica.Geradores fotovoltaicosPerdas anuais de energiaFluxo de potência probabilísticoMétodo de estimativa pontualSimulação de Monte CarloAlgoritmo de busca cucoValor presente líquidoSequência de SobolPhotovoltaic generatorsAnnual energy lossesFlow of probabilistic powerPoint estimation methodSimulation of Monte CarloCuckoo search algorithmNet present valueSobol SequenceGeneradores fotovoltaicosPérdidas anuales de energíaFlujo de poder probabilísticoMétodo de estimación puntualSimulación de Monte CarloAlgoritmo de búsqueda de cucoValor presente netoSecuencia SobolEngenharia ElétricaUm método para localização e dimensionamento ótimos de geradores fotovoltaicos em sistemas de distribuição radial, baseado no método de estimativa pontual (MEP) do tipo 2m+1, em que m é o número de variáveis aleatórias de entrada, e no algoritmo de busca cuco discreto adaptável (BCDA) é apresentado. O objetivo final é a minimização dos custos totais trazidos a valor presente, incluindo os custos das perdas anuais de energia. Para tanto, considera-se a aleatoriedade da geração e também da demanda. Para o cálculo do fluxo de potência é empregado o método da soma de potências. Por simplicidade, a carga é considerada uma variável aleatória gaussiana. Uma melhoria na forma de cálculo das perdas de energia por meio da junção do MEP com a amostragem por sequência de Sobol é proposta. Sendo assim, utiliza-se a simulação de Monte Carlo como comparação dos métodos de estimativa pontual tradicional e do método proposto. A correlação que se verificou existir entre irradiância solar e temperatura ambiente é considerada nos cálculos dos fluxos de potência. Emprega-se a teoria de cópula para incorporar a correlação durante as simulações de Monte Carlo realizadas. O algoritmo de otimização proposto, BCDA, é comparado com a Busca Cuco (BC), algoritmo genético (AG) e otimização por enxame de partículas (PSO). Dos testes iniciais, em que apenas um gerador foi inserido no sistema constatou-se que a consideração da correlação entre irradiância e temperatura ambiente é irrelevante nas simulações de Monte Carlo, porém é importante nas simulações utilizando MEP. Para validação, o método proposto é aplicado ao sistema teste de 69 barras do IEEE. Constatou-se a viabilidade da instalação dos geradores, tanto pela redução dos custos totais quanto pela redução do custo nivelado de energia.A method for optimal location and sizing of photovoltaic generators in radial distribution systems, based on the 2m+1 point estimation method (PEM), where m represents the number of input random variables, and in the Adaptive Discrete Cuckoo Search (ADCS) is presented. The ultimate objective is to minimize the net present value cost, including annual energy losses. For that, the randomness of the generation and load demand is considered. To calculate the power flow, the backward-forward sweep method is used. For simplicity, the load is considered a Gaussian random variable. An improvement in the way of calculating energy losses by combining the PEM with Sobol sequence sampling is proposed. Therefore, Monte Carlo simulation is used as a comparison between the traditional point estimate method and the proposed method. The correlation found to exist between solar irradiance and ambient temperature is considered in the power flow calculations. Copula theory is used to incorporate the correlation during the performed Monte Carlo simulations. The proposed optimization algorithm, ADCS, is compared with the Cuckoo Search (CS), genetic algorithm (GA), and particle swarm optimization (PSO). From the initial tests, in which only one generator was inserted in the system, it was found that considering the correlation between irradiance and ambient temperature is irrelevant in the Monte Carlo simulations, however, it is important in the simulations using PEM. For validation, the proposed method is applied to the IEEE 69-bus test system. The feasibility of installing generators was verified, both by reducing total costs and the Levelized cost of energy.Un método para la ubicación y dimensionamiento óptimo de generadores fotovoltaicos en sistemas de distribución radial, basados en el método de estimación puntual (MEP) del tipo 2m+1, donde m es el número de variables aleatorias de entrada, y en el algoritmo de búsqueda Se introduce el cuco discreto adaptativo (BCDA). El objetivo final es minimizar el costos totales llevados a valor presente, incluido el costo de las pérdidas anuales de energía. Por tanto, se considera la aleatoriedad de la generación y también de la demanda. para el calculo flujo de potencia, se utiliza el método de la suma de potencias. Por simplicidad, el la carga se considera una variable aleatoria gaussiana. Una mejora en la forma de cálculo. de pérdidas de energía mediante la combinación de MEP con muestreo por secuencia de Se propone Sobol. Por lo tanto, la simulación de Monte Carlo se utiliza como comparación de los métodos tradicionales de estimación puntual y el método propuesto. La correlación que se considera que existe entre la radiación solar y la temperatura ambiente en los cálculos de los flujos de energía. La teoría de la cópula se utiliza para incorporar la correlación durante las simulaciones de Montecarlo realizadas. El algoritmo de optimización propuesto, BCDA, es en comparación con Cuckoo Search (BC), algoritmo genético (GA) y optimización de enjambre material particulado (PSO). De las pruebas iniciales, en las que solo se insertaba un generador en el sistema se encontró que la consideración de la correlación entre la irradiancia y la temperatura ambiente es irrelevante en simulaciones de Monte Carlo, pero importante en simulaciones usando eurodiputado. Para su validación se aplica el método propuesto al sistema de prueba de 69 buses de la IEEE. Se verificó la factibilidad de instalación de los generadores, tanto para la reducción de costos totales y reduciendo el costo nivelado de la energía.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGNEVES, Washington Luiz Araujo.NEVES, W. L. A.http://lattes.cnpq.br/3107104665517286SOUZA, Benemar Alencar de.SOUZA, B. A.http://lattes.cnpq.br/4987294390789975BRITO, Núbia Silva Dantas.BRITO, N. S. D.http://lattes.cnpq.br/9319631147408039ASSIS, Francisco Marcos de.ASSIS, F. M.http://lattes.cnpq.br/2368523362272656PEREIRA JÚNIOR, Benvindo Rodrigues.PEREIRA JÚNIOR, B. R.http://lattes.cnpq.br/1704616728056883LEÃO, Ruth Pastôra Saraiva.LEÃO, R. P. S.http://lattes.cnpq.br/8551048513174462MANTOVANI, José Roberto Sanches.MANTOVANI, J. R. S.http://lattes.cnpq.br/0614021283361265ALENCAR, Mariana Ribeiro Barros de.2022-12-152023-04-18T17:37:07Z2023-04-182023-04-18T17:37:07Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29410ALENCAR, Mariana Ribeiro Barros de. Método de estimativa pontual e algoritmo de Busca Cuco discreto adaptável para instalação ótima de geração fotovoltaica. 2022. 108 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. 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