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Apontamentos sobre Geração Distribuída de Energia com Aplicação de Inteligência Computacional

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.

Filipe Saraiva

May 29, 2019
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Transcript

  1. Apontamentos sobre Geração Distribuída de
    Energia com Aplicação de Inteligência
    Computacional
    Filipe Saraiva
    [email protected] | laai.ufpa.br
    Laboratory of Applied Artificial Intelligence - UFPA

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  2. Conteúdo
    ● Sobre o LAAI
    ● Produção de Energia
    ● Inteligência Computacional - Sistemas Fuzzy
    ● Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração Distribuída
    ● Conclusões

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  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

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  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.

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  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.

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  6. Produção de Energia

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  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.

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  8. Produção de Energia

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  9. Produção de Energia

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  10. Produção de Energia

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  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.

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  12. Produção de Energia

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  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.

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  14. Produção de Energia

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  15. Produção de Energia

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  16. Produção de Energia

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  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

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  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.

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  19. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy
    Algumas técnicas de Inteligência Computacional:
    ● Aprendizado de Máquina;
    ● Redes Neurais;
    ● Metaheurísticas para Otimização;
    ● Sistemas Fuzzy.

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  20. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy

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  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.

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  22. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy

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  23. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy

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  24. Inteligência Computacional: Sistemas Fuzzy

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  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.

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  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.

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  27. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração
    Distribuída

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  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).

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  29. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração
    Distribuída

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  30. Sistemas Fuzzy Aplicado à Geração
    Distribuída

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  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.

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  32. Apontamentos sobre Geração Distribuída de
    Energia com Aplicação de Inteligência
    Computacional
    Filipe Saraiva
    [email protected] | laai.ufpa.br
    Laboratory of Applied Artificial Intelligence - UFPA

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