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Previous issue date: 2017-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The development of microgrids was driven by the need to supply consumers with
more stable and reliable electricity. The intermittent nature of renewable sources differs
from the requirements of consumers - especially in isolated areas - who expect an
uninterrupted and quality energy supply. Isolated microstrips may have available one
or more renewable sources to be explored, configuring hybrid systems. Although such
renewable sources are inexhaustible, energy conversion systems are capacity limited
and need to be explored efficiently. Hybrid systems typically include solar photovoltaic
and wind, already well studied. In this thesis are introduced the oceanic energies in
their gradient and tidal currents forms. This thesis contributes to the efficient exploration
of the oceanic sources, both as a single source as well as in a hybrid configuration.
In relation to the isolated operation, the storage system is of fundamental importance.
Considering the high costs of a battery bank over the total cost of the system, operating
strategies that preserve its useful life while maintaining uninterrupted power supply
are mandatory. Considering these aspects, in this work is proposed a dual energy storage
system composed of two subsystems with diversified functions and submitted
to different chage/discharge conditions. The purpose of this new strategy is a more
efficient use of the storage system, since this operating regime becomes closer to the
recommended by the battery manufacturers. The benefits of this strategy are reflected
in the overall cost reduction of the microgrid. In order to achieve optimum operating
strategies, a more accurate mathematical model of the batteries is used to reproduce
the behavior of the batteries in a more realistic way. In addition, it is investigated the
performance of operating strategies that allow maximum benefits to be obtained through
the diversification of the microgrid energy matrix, by including hydrokinetic
tidal sources. The motivation for including this source lies in its high potential, especially
on the northern coast of Brazil. These benefits should be evaluated mainly through
the more efficient use of the storage system as well as the reduction of the participation
of fossil fuel units in the operation of isolated microgrids. / O desenvolvimento das microrredes foi impulsionado pela necessidade de suprir os
consumidores com eletricidade de forma mais estável e confiável. A natureza intermitente
das fontes renováveis se contrapõe às exigências dos consumidores - especialmente
em áreas isoladas - que esperam por um fornecimento de energia sem interrupções
e com qualidade. As microrredes isoladas podem ter disponíveis uma ou
mais fontes renováveis para serem exploradas, configurando sistemas híbridos. Embora
tais fontes renováveis sejam inesgotáveis, os sistemas de conversão de energia
são limitados em capacidade e devem ser explorados com eficiência. Sistemas híbridos
normalmente incluem energia solar fotovoltaica e eólica, já bastante estudadas. Nesta
tese são introduzidas as energias oceânicas nas suas formas de gradiente e de correntes
de marés. Esta tese contribui para a exploração eficiente de fontes oceânicas, tanto
na operação como fonte única assim como em configuração híbrida. No que tange a
operação isolada, o sistema de armazenamento tem importância fundamental. Considerando
os elevados custos de um banco de baterias sobre o custo total do sistema,
estratégias de operação que preservem sua vida útil, ao mesmo tempo que mantenham
o fornecimento ininterrupto de energia, são mandatórias. Diante destes aspectos, neste
trabalho é proposto um sistema dual de armazenamento de energia composto de dois
subsistemas com funções diversificadas e submetidos a condições de carga/descarga
diferentes. O objetivo desta nova estratégia consiste no uso mais eficiente do sistema de
armazenamento, uma vez que esse regime de operação se torna mais próximo daquele
recomendado pelos fabricantes de baterias. Os benefícios desta estratégia são refletidos
na redução dos custos globais da microrrede. Para conseguir as estratégias de operação
ótima, neste trabalho é utilizado um modelo matemático mais acurado das baterias a
fim de reproduzir de forma mais realista o comportamento das baterias. Além disso, é
investigado o desempenho de estratégias de operação que permitam obter o máximo
de benefícios decorrentes da diversificação da matriz energética da microrrede, através
da inclusão de fontes hidrocinéticas maremotrizes. A motivação para a inclusão desta
fonte está no seu elevado potencial, em especial no litoral norte do Brasil. Estes benefícios
devem ser avaliados especialmente quanto ao uso mais eficiente do sistema de
armazenamento, assim como a redução da necessidade de participação de unidades
baseadas em combustível fóssil na operação de microrredes isoladas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/1747 |
| Date | 02 June 2017 |
| Creators | Leite Neto, Pedro Bezerra |
| Contributors | Saavedra Mendez, Osvaldo Ronald, Ribeiro, Luiz Antonio de Souza |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET, UFMA, Brasil, DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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