Metodologia para gerenciamento de sistemas de armazenamento com baterias e operação flexível em tempo real para suporte a instalações com geração distribuída
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24224 |
Resumo: | This dissertation presents a management methodology applied to battery energy storage systems connected to electric vehicle charging stations supported by distributed generation. The study is divided in three main parts: The first part consists of a planning process for vehicle recharge, taking into account only scheduled consumers. In this step the meta heurisitic Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) along with the Monte Carlo process are used. The scheduling also considers both the recharge station and the grid interests. The second step refers to the optimized dispatch of the battery bank based on the information provided by the previous step. In this step, the optimization takes into account factors such as battery degradation and costs reduction. A multi-criteria optimization model was used to solve this problem. Finally, the last step considers the operation for both scheduled and non scheduled users in real time. In this step the daily operation of the recharge station is calculated, based on the defined strategies and considering the arrival of new users to the station. At daily operation, load and cash flow processes are used, based on rule based approaches. For validation, the case study takes into account different factors such as: charging types, user comfort, station and grid interests, among others. The results presented a good operation of the charging station. Both the scheduling and the dispatch optimization processes showed benefits to the station without compromising the grid or the battery bank operation. With the proposed scheduling, the recharge station has a better distribution of its own load in the following day, and improves the coordination of the distributed resources dispatch. With the optimization of the battery bank dispatch, the recharge station can: reduce the operational costs related to energy purchase from the grid; reduce the battery degradation; and maximize the self consumption of distributed generation. |
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Metodologia para gerenciamento de sistemas de armazenamento com baterias e operação flexível em tempo real para suporte a instalações com geração distribuídaMethodology for management of battery energy storage systems and real time flexible operation to support facilities with distributed generationGerenciamentoSistema de armazenamento com bateriasEstação de recarga de veículos elétricosOtimizaçãoManagementBattery energy storage systemsElectric vehicle charging stationOptimizationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis dissertation presents a management methodology applied to battery energy storage systems connected to electric vehicle charging stations supported by distributed generation. The study is divided in three main parts: The first part consists of a planning process for vehicle recharge, taking into account only scheduled consumers. In this step the meta heurisitic Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) along with the Monte Carlo process are used. The scheduling also considers both the recharge station and the grid interests. The second step refers to the optimized dispatch of the battery bank based on the information provided by the previous step. In this step, the optimization takes into account factors such as battery degradation and costs reduction. A multi-criteria optimization model was used to solve this problem. Finally, the last step considers the operation for both scheduled and non scheduled users in real time. In this step the daily operation of the recharge station is calculated, based on the defined strategies and considering the arrival of new users to the station. At daily operation, load and cash flow processes are used, based on rule based approaches. For validation, the case study takes into account different factors such as: charging types, user comfort, station and grid interests, among others. The results presented a good operation of the charging station. Both the scheduling and the dispatch optimization processes showed benefits to the station without compromising the grid or the battery bank operation. With the proposed scheduling, the recharge station has a better distribution of its own load in the following day, and improves the coordination of the distributed resources dispatch. With the optimization of the battery bank dispatch, the recharge station can: reduce the operational costs related to energy purchase from the grid; reduce the battery degradation; and maximize the self consumption of distributed generation.Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATECEsta dissertação apresenta uma metodologia para gerenciamento de sistemas de armazenamento de energia com baterias, conectados a estações de recarga de veículos elétricos com suporte de geração distribuída. A dissertação foi desenvolvida a partir de três eixos principais: o primeiro eixo se refere ao processo de planejamento de recargas, onde são considerados clientes agendados. Nesta etapa é utilizada a técnica meta heurística Otimização por Enxame de Partículas Evolutivo (Evolutionary Particle Swarm Optimization, EPSO) em conjunto com o processo de Monte Carlo. O agendamento também considera os interesses tanto da estação quanto da rede. O segundo eixo é referente ao despacho otimizado do banco de baterias com base nas informações da etapa anterior. Nesta etapa a otimização leva em conta fatores como desgaste do elemento armazenador e minimização de custos. Para solução deste problema foi utilizado um modelo de otimização multi-critério. Por fim, o último eixo considera a operação de clientes agendados e não agendados em tempo real. Nesta etapa é computada a operação diária da estação de recarga, com base nas estratégias definidas e levando em conta a chegada dos usuários não agendados à estação. Na operação diária, são utilizados processos de fluxo de carga e de caixa, que são conduzidos por estratégias baseadas em regras. Esta dissertação também leva em conta diferentes fatores como: tipos de carregamento, conforto ao usuário, interesses da estação e da rede, entre outros. O estudo de caso apresentou uma boa operação da estação de recarga. Tanto o processo de agendamento quanto o de despacho otimizado apresentam benefícios à estação sem comprometer a operação da rede ou do próprio banco de baterias. Com uso do agendamento, a estação distribui melhor a carga do dia seguinte e coordena melhor o despacho dos recursos distribuídos. Com do despacho otimizado do banco de baterias, a estação consegue: reduzir custos operacionais de compra de energia da rede, desgastes da bateria, e maximizar o autoconsumo da geração distribuída.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaCanha, Luciane Neveshttp://lattes.cnpq.br/6991878627141193Rangel, Camilo Alberto SepúlvedaResener, MarianaFarias, Héricles Eduardo Oliveira2022-04-29T15:23:48Z2022-04-29T15:23:48Z2021-08-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/24224porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-04-29T15:23:48Zoai:repositorio.ufsm.br:1/24224Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-04-29T15:23:48Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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