Teza Andreea Ignat-Balaci

O microrețea este un ansamblu de componente ce include surse de generare a energiei, sisteme de stocare a ei și consumatori. Fiind proiectate pentru flexibilitate și pentru protecția mediului, microrețelele au în componență adesea surse regenerabile de energie, cum ar fi turbine eoliene, generatoare geotermale, generatoare cu biomasă/biogaz și panouri fotovoltaice pentru a acoperi cererea de energie electrică. Pe măsură ce guvernele lumii încep să impună prin legislație acoperirea unui procent din ce în ce mai mare din necesarul energetic folosind surse “verzi”, optimizarea costurilor de operare ale microrețelelor devine o necesitate.

Lucrarea de față, intitulată “Microrețele inteligente. Dezvoltare aplicații management”, își propune optimizarea costului de operare al unei microrețele izolate și validarea experimentală a soluțiilor.

Scopul principal al tezei este minimizarea costului de operare al unei microrețele izolate prin utilizarea metodelor (algoritmilor) de programare în avans a utilizării resurselor (Day-Ahead Scheduling). Minimizarea costului de operare este, în sine, o problemă de optimizare cu un singur obiectiv: obținerea unui cost zilnic de operare cât mai mic în condițiile acoperirii în întregime a necesarului energeic și a utilizării elementelor microrețelei în parametri nominali. Limitarea metodelor de Day-Ahead Scheduling constă în predicția condițiilor meteorologice și a necesarului energetic de-a lungul zilei. Aceste metode de optimizare vor obține în realitate rezultatele calculate doar în condițiile în care cele două predicții sunt perfecte. Astfel, scopul secundar al lucrării este de a dezvolta și valida o metodă de control în timp real al microrețelei care să utilizeze programul de funcționare obținut în urma optimizării costului și să îl adapteze în situațiile în care cel puțin una dintre predicții nu corespunde cu realitatea.

Contribuții personale:

1. Formularea matematică a problemei de optimizare, cu evidențierea diferențelor dintre ecuații și realitate.
2. Definirea scopului optimizării costului de operare al microrețelei și a limitărilor acesteia.
3. Implementarea metodei de căutare a armoniei pentru problema de optimizare definită.
4. Analizarea soluțiilor generate de metoda HS și corecția lor pentru a le asigura viabilitatea.
5. Identificarea cazurilor în care soluțiile generate prin metoda HS, deși corecte, nu sunt ideale.
6. Implementarea optimizării roiului de particule pentru problema de optimizare definită.
7. Analizarea soluțiilor generate prin metoda PSO și corecția lor pentru a le asigura viabilitatea.
8. Identificarea cazurilor în care soluțiile generate prin metoda PSO, deși corecte, nu sunt ideale.
9. Identificarea cazurilor în care metodele generale de optimizare utilizate au lăsat de dorit.
10. Propunerea, dezvoltarea și implementarea unei metode proprii de optimizare care să ofere avantajele metodelor generale și să evite dezavantajele lor.
11. Demonstrarea atingerii scopurilor propuse pentru metoda SD prin compararea rezultatelor obținute folosind metoda proprie cu cele obținute folosind metodele generale de optimizare prezentate mai devreme.
12. Crearea unui model de simulare pentru microrețeaua propusă.
13. Adaptarea rezultatelor metodelor de optimizare pentru a putea fi simulate.
14. Simularea rezultatelor celor 3 metode de optimizare și demonstrarea eficienței metodei proprii de optimizare prin analiza rezultatelor obținute.
15. Dezvoltarea unei metodologii de testare pentru validarea experimentală a metodei de optimizare proprii.
16. Adaptarea problemei de optimizare, a metodei de optimizarea și a modelului de simulare pentru microrețeaua experimentală.
17. Simularea microrețelei experimentale împreună cu noua formă a metodei de optimizare.
18. Validarea experimentală a metodei proprii de optimizare.
19. Demonstrarea utilității metodei de optimizare a costului prin compararea rezultatelor obținute experimental cu cele obținute prin testarea aceluiași scenariu folosind un algoritm de management energetic bazat pe State of Charge.
20. Dezvoltarea și validarea prin simulare a unei metode de control în timp real al microrețelei.