Teză de doctorat
Dezvoltare software pentru proiectarea și controlul microrețelelor cu energii regenerabile
AUTOR
Eniko (căs. Szilagyi) LazarDATA SUSȚINERII
Noiembrie 2018CONDUCĂTOR DE DOCTORAT
Prof. dr. ing. Dorin PETREUȘDespre teză
Teza abordează proiectarea, controlul și managementul energetic al microrețelelor inteligente care integrează surse regenerabile de energie. Scopul principal îl reprezintă integrarea surselor regenerabile într-o microrețea izolată, independentă de rețeaua electrică națională, și dezvoltarea unor soluții software care să permită dimensionarea, monitorizarea și controlul acesteia. Pentru obținerea energiei electrice într-un mod eficient și rentabil, cercetarea urmărește implementarea unui sistem inteligent de management energetic, capabil să mențină echilibrul dintre consum, producție și stocarea energiei în baterii.
Cercetarea este structurată în trei direcții principale: modelarea și dimensionarea microrețelei, controlul acesteia și managementul energiei. În acest scop au fost dezvoltate aplicații software și interfețe grafice pentru dimensionare și control, soluții de comunicație bazate pe protocoalele MODBUS și SMA-Net, precum și algoritmi de management energetic bazați pe programare liniară mixtă și metode metaeuristice. Soluțiile dezvoltate au fost validate atât prin simulare, cât și experimental, utilizând modelul de microrețea implementat în laborator.
Obiectivele și contribuții
Principalele contribuții ale tezei de doctorat sunt:
01
Dezvoltarea metodelor de dimensionare și optimizare a microrețelei
Implementarea unor algoritmi pentru dimensionarea microrețelelor izolate și optimizarea capacității surselor de generare și a sistemului de stocare, utilizând inclusiv metoda LPSP (Loss of Power Supply Probability).
02
Dezvoltarea unei interfețe software pentru proiectarea microrețelei
Realizarea unei aplicații PC care permite configurarea componentelor microrețelei, introducerea datelor meteorologice și geografice și determinarea numărului necesar de panouri fotovoltaice și baterii, precum și estimarea costului energiei.
03
Dezvoltarea algoritmilor de predicție a iradiației solare
Elaborarea unei metode pentru transformarea datelor meteorologice lunare privind iradiația solară în valori orare, necesare algoritmilor de dimensionare și management energetic.
04
Dezvoltarea sistemului de control și comunicație al microrețelei
Implementarea unor soluții software pentru comunicația dintre interfața de control și echipamentele microrețelei, utilizând comunicația prin fișiere text, precum și funcții proprii bazate pe protocoalele SMA-Net și MODBUS. Sistemul a fost testat experimental pe microrețeaua realizată în laborator.
05
Dezvoltarea și compararea algoritmilor de management energetic
Implementarea și evaluarea a trei metode de optimizare — Mixed Integer Linear Programming (MILP), Genetic Algorithm (GA) și Harmony Search Algorithm (HSA) — pentru minimizarea costului de funcționare al microrețelei și stabilirea programului optim de funcționare a surselor de energie.
06
Implementarea interfețelor pentru managementul energetic
Dezvoltarea unor interfețe grafice care permit configurarea profilului de consum, a datelor meteorologice și geografice, a caracteristicilor generatoarelor și bateriilor și a coeficienților de cost, precum și vizualizarea grafică a rezultatelor optimizării.