Apontamentos sobre Geração Distribuída de Energia com Aplicação de Inteligência Computacional

Palestra apresentada para o Mestrado Acadêmico em Ciências Ambientais da UEPA sobre geração distribuída de energia e aplicações de sistemas fuzzy para obtenção de melhor desempenho no uso dessa energia.

Transcript

1. Apontamentos sobre Geração Distribuída de Energia com Aplicação de Inteligência Computacional Filipe Saraiva saraiva@ufpa.br | laai.ufpa.br Laboratory of Applied Artificial Intelligence - UFPA
2. Conteúdo • Sobre o LAAI • Produção de Energia • Inteligência Computacional - Sistemas Fuzzy • Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída • Conclusões
3. Sobre o LAAI Laboratory of Applied Artificial Intelligence produz pesquisas baseadas nas aplicações de diferentes métodos de inteligência artificial para problemas complexos de controle, otimização, tomada de decisão, classificação e outros. • 4 estudantes de mestrado • 5 estudantes de graduação
4. Sobre o LAAI Algumas pesquisas desenvolvidas no LAAI: • Uso de sistemas fuzzy para utilização otimizada de geração fotovoltaica; • Aplicação de métodos metaheurísticos de otimização para problemas complexos da indústria como caixeiro viajante; • Utilização de aprendizado de máquina para classificação de anomalias no consumo de energia; • Aprendizado de máquina para classificação visual de besouros; • Utilização de sistemas multiagentes para modelagem e simulação de redes elétricas inteligentes.
5. Produção de Energia Energia Elétrica tem importância fundamental para a sustentação do modelo de sociedade atual: • Conforto; • Disponibilização de serviços (hospitais, escolas, universidades); • Geração de empregos (escritórios, mercados, indústria); • Comunicação (internet, telefonia, televisão, rádio); • Avanço econômico.
6. Produção de Energia
7. Produção de Energia A geração de energia tradicionalmente se dá em áreas distantes dos grandes centros urbanos e demanda a construção de grandes usinas. As demandas pela eficiência energética e sustentabilidade, combinadas com a liberalização do mercado de energia, estão levando ao desenvolvimento da geração distribuída.
8. Produção de Energia
9. Produção de Energia
10. Produção de Energia
11. Produção de Energia Entretanto, a geração distribuída de energia tem uma série de complicações: • Dificuldade no gerenciamento de várias fontes de energia simultâneas; • Modelo topológico do sistema de distribuição não está preparado; • Intermitência da produção de energia.
12. Produção de Energia
13. Produção de Energia Assim, como utilizar geração distribuída da melhor maneira possível? O problema a ser trabalhado nessa apresentação será a otimização do uso de geração distribuída no contexto doméstico com tarifa branca. O objetivo é utilizar ao máximo a energia fotovoltaica, reduzindo o consumo da energia da distribuidora.
14. Produção de Energia
15. Produção de Energia
16. Produção de Energia
17. Produção de Energia https://g1.globo.com/pa/para/noticia/2019/02/06/nova-tarifa-pode-ajudar-o-c onsumidor-a-diminuir-a-conta-de-energia-em-ate-20.ghtml
18. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy Inteligência Computacional é uma área da inteligência artificial que aplica métodos baseados na natureza para resolução de problemas complexos. A diferença da Inteligência Computacional para a Inteligência Artificial é que esta objetiva o estudo da simulação do comportamento e do pensamento humano, enquanto aquela é mais aplicada para a resolução de problemas.
19. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy Algumas técnicas de Inteligência Computacional: • Aprendizado de Máquina; • Redes Neurais; • Metaheurísticas para Otimização; • Sistemas Fuzzy.
20. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy
21. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy Nós humanos somos muito bons em trabalhar com imprecisão - algo que os computadores em geral não conseguem. Sistemas Fuzzy são sistemas computacionais que mimetizam a imprecisão para aplicar a diversos problemas como controle, classificação, tomada de decisão, e outros.
22. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy
23. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy
24. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy
25. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída Para a aplicação a ser apresentada nessa apresentação, foi criado um Sistema Fuzzy para utilizar o máximo possível a energia gerada pela geração fotovoltaica nos momentos onde o preço da energia é mais caro na tarifa branca. • Redução do consumo da energia da distribuidora; • Melhor uso da bateria; • Redução da tarifa anual paga para a distribuidora.
26. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída Variáveis e regras fuzzy: • Tempo - referente ao tempo de consumo na Tarifa Branca; • SoC - estado de carga da bateria; • P_liquid - diferença entre produção e consumo; • P_bat - resultado se carregará ou descarregará a bateria.
27. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída
28. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída Para as simulações foram utilizados dados reais de consumo de uma residência e produção fotovoltaicas disponibilizados em uma base de dados aberta de pesquisadores do GECAD (Universidade do Porto).
29. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída
30. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída
31. Conclusões • Energia é um dos principais motores do desenvolvimento e também tem profundo impacto nas questões ambientais; • O novo cenário de geração distribuída demanda diferentes adaptações no sistema para que ele possa funcionar a contento (problema em aberto); • Há diversos métodos de inteligência computacional que podem ser empregados para resolverem diferentes problemas; • A presente apresentação mostrou um sistema fuzzy aplicado a melhor utilização da bateria em um sistema fotovoltaico, reduzindo a conta anual do consumidor.
32. Apontamentos sobre Geração Distribuída de Energia com Aplicação de Inteligência Computacional Filipe Saraiva saraiva@ufpa.br | laai.ufpa.br Laboratory of Applied Artificial Intelligence - UFPA