Análise da Viabilidade de Geração Conjunta Eólica/Solar em Microgrid conectado à Rede

Os sistemas elétricos evoluíram para o modelo de geração centralizada, em grande escala, longe dos pontos de carga e baseado em recursos fósseis, modelo questionado com o esgotamento destes recursos, com os problemas ambientais resultantes, com a dificuldade/custo de acompanhar a demanda e com a busca por sistemas mais confiáveis. Neste contexto, a geração eólica e solar surgem como soluções abundantes, limpas e inesgotáveis. Além do grande potencial de geração, elas podem ser descentralizadas, mais próximas dos consumidores, enquadrando-se no conceito de Geração Distribuída. Apesar destes benefícios, a energia gerada a partir do vento e do sol é intermitente, pouco previsível, não despachável e, em alguns casos, os momentos de maior geração de energia não coincidem com os picos de carga. Sendo assim, para integração otimizada destas fontes nos sistemas elétricos é necessário considerar seus aspectos e incertezas, além das características do mercado. Contudo, a literatura atual foca ou na previsão das variáveis que impactam o potencial eólico e solar - prioritariamente para fins operacionais – ou no dimensionamento do sistema isolado de geração conjunta. Faltam estudos que acrescentem à tomada de decisões de investimento mais informações a respeito do potencial de geração destas fontes e das políticas do mercado elétrico. Sendo assim, este trabalho visa avaliar alternativas para viabilizar a geração conjunta de energia elétrica em microgrid, a partir das fontes alternativas solar e eólica, no cenário brasileiro. Para tal, é proposta uma metodologia em quatro fases: na primeira, os dados de entrada são coletados e validados, sendo inseridos na segunda, na qual são ajustados modelos de regressão linear às séries de dados de velocidade do vento e de radiação solar. Os resultados são confrontado com as curvas de Weibull para série de vento e dia típico mensal para série de radiação, suposições comumente utilizadas. Com base nas curvas previstas e nos custos de geração, um modelo de otimização para design do sistema híbrido é proposto. Na última fase, o sistema é analisado usando-se indicadores de confiabilidade, custo e eficiência. Um estudo de caso para a cidade de Petrolina é feito a fim de analisar em quais situações é interessante usar ou somente geração eólica, ou somente geração solar, ou um mix ótimo.

12/08/2014

13:30

sala 1012, Escola de Engenharia

O PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS MULTIOBJETIVO COM JANELA DE TEMPO E COM TEMPO DE VIAGEM ESTOCÁSTICO

A atribuição e o planejamento de rotas de veículos é um problema crucial da administração de cadeias de suprimentos. No ambiente real é comum encontrar problemas que envolvam uma quantidade muito grande de clientes e que conseqüentemente fogem do alcance de métodos exatos. Também se faz comum situações em que o cliente estabelece uma janela de tempo para ser atendido. O ambiente real também possui dados probabilísticos por natureza, como o tempo de viagem entre dois clientes. Isto faz com que um modelo de roteamento que considere as incertezas envolvidas nestes dados seja mais apropriado.
Neste contexto, o presente trabalho aborda uma variante do Problema de Roteamento de Veículos com Janelas de Tempo (PRVJT) no qual o tempo de viagem entre os clientes é conhecido apenas probabilisticamente. Este problema é chamado PRVJT com Tempo de Viagem Estocástico. Para resolvê-lo, implementou-se uma metaheuristica que combina a força de estratégias bem sucedidas na literatura como Tabu Search, Guided Local Search e Adaptive Memory Procedure dentro de uma estrutura que utiliza o Iterated Local Search.
Um método inédito na literatura é desenvolvido não só para estimar o tempo de chegada aos clientes, mas também para calcular a probabilidade dos veículos atenderem os clientes dentro de suas respectivas janelas de tempo. O algoritmo encontra a rota de menor custo e ao mesmo tempo garante um nível mínimo de serviço aos clientes. Este trabalho também explora a relação de custo-benefício existente entre minimizar os custos de transporte e maximizar o nível de serviço criando uma versão multi-objetivo do problema. Simulação Estocástica e outros estudos da literatura são utilizados como benchmark para avaliar o método proposto.

25/07/2014

09:00

sala 1010, Escola de Engenharia

Precificação de Garantias para Planos de Previdência com Contribuições-Definidas

O principal objetivo desta pesquisa é propor um esquema de garantia americana para planos de previdência com contribuição definida. Uma garantia americana protege o membro do plano de déficits inesperados em períodos intermediários do contrato. Este novo produto se torna especialmente valioso quando, inesperadamente, um membro precisa retirar do plano toda a sua contribuição mais os retornos. Então, o critério de utilidade terminal é utilizado em datas intermediárias pré-definidas e uma opção do tipo americana é calculada. Ao melhor de nosso conhecimento, não existe literatura sobre este tipo de garantia para planos com contribuição-definida. Outro importante objetivo desta pesquisa é considerar preferências IRRA para todas as funções utilidades HARA. Este tipo de preferência de risco é importante para a precificação de opções em mercados financeiros. Em particular, serão comparados os diferentes esquemas de garantias propostos até agora pela literatura para diferentes preferências de riscos. Suas vantagens/desvantagens serão analisadas sob a perspectiva das instituições patrocinadoras e de cada membro. Para resolver o problema de multiperíodo, é necessário lidar com funções valores dependentes do caminho, que aparecem em problemas do mundo-real como na precificação de opções americanas e quando consideradas preferências de risco do tipo IRRA. Serão utilizados métodos de aproximação de funções valores baseados em regressão. A abordagem é inspirada por Tsisiklis (2001), que aplicou um método de programação dinâmica aproximado baseado em simulação para precificar opções complexas do tipo americana. É utilizada uma abordagem paramétrica similar e combinada esta com técnicas de redução de variância. Em relação às técnicas de redução de variância, é aplicado um algoritmo de simulação eficiente genérico baseado em variável de controle chamado Monte Carlo em Base de Dados Estruturada.  Este método é estendido incorporando características de controle, no sentido de que o algoritmo possa ser aplicável na formulação recursiva da programação dinâmica. Assim, a função custo em k+1 é utilizada como variável controle para estimar eficientemente a função custo em k. Esta abordagem pode também ser aplicada para avaliar eficientemente opções entre membros com diferentes preferências de risco.

28/07/2014

10:00

sala 1010, Escola de Engenharia

Modelo de Gerenciamento Ótimo de um Microgrid com Geração Distribuída, Veículos Elétricos Híbridos e Resposta à Demanda

Este trabalho propõe um modelo de gerenciamento da energia elétrica de um microgrid composto por fontes internas de geração distribuída. Considera-se ainda no modelo a conexão de veículos elétricos híbridos ao sistema e a possibilidade de compra e venda para uma concessionária de energia. Através da programação dinâmica estocástica, o modelo busca minimizar custos ao longo de um horizonte de tempo. Estes custos estão relacionados ao não provisionamento da quantidade correta de estoque de energia para o próximo estágio e à extrapolação do orçamento definido a priori pelo gerenciador do sistema. O modelo ainda utiliza-se da precificação diferenciada para influenciar a demanda interna, de acordo com as expectativas de geração de energia. Assim, o vetor de controle ótimo consiste na quantidade de energia comprada ou vendida para a concessionária e em um preço interno da eletricidade para os consumidores conectados ao microgrid. Neste trabalho são ainda apresentados os testes iniciais do modelo, os resultados preliminares e o cronograma das atividades futuras relacionadas ao doutorado.

15/07/2014

13:30

sala 1010, Escola de Engenharia