Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://hdl.handle.net/11531/82540
Título : Optimal Energy Management of a Microgrid Considering Non-Linear Losses in the Lithium-Ion Battery
Autor : García González, Javier
García Pardo, María del Carmen
Universidad Pontificia Comillas, Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI)
Palabras clave : 33 Ciencias tecnológicas;3322 Tecnología energética;332201 Distribución de energía
Fecha de publicación : 2024
Resumen : Los sistemas de gestión de energía en microrredes eléctricas juegan un papel fundamental en la optimización de la asignación de recursos, en el aumento de la eficiencia operativa y en la garantía de la fiabilidad del sistema. Sin embargo, a menudo simplifican en exceso el modelado de la batería de ion-litio al considerar las pérdidas de potencia como lineales, lo cual puede llevar a una operación subóptima de la microrred implicando costes de operación más elevados. Este proyecto tiene como objetivo incorporar una representación más realista del comportamiento de la batería desarrollando y resolviendo un modelo de optimización considerando para gestionar una microrred residencial aislada que consiste en una carga, un panel solar, un generador diésel, y una batería de ion-litio con pérdidas no-lineales durante la carga y la descarga. Los resultados obtenidos al evaluar el rendimiento computacional de las combinaciones modelo-solver muestran que la combinación con mejor rendimiento supone resolver el modelo NLL usando DICOPT. A través de la realización de un análisis de sensibilidad, también se ha podido concluir que usar un modelo con pérdidas lineales puede llevar a subestimar la verdadera eficiencia media de la batería de ion-litio, implicando costes de operación más elevados. Además, a través de la implementación de un horizonte móvil, se ha mejorado el rendimiento computacional de una combinación modelo-solver NLL-BARON. A lo largo del proyecto, se analiza la gestión de la energía y la operación de los componentes para explorar en más detalla las diferencias entre combinaciones modelo-solver y enfoques de optimización.
Energy management systems in electrical microgrids play a critical role in optimizing resource allocation, enhancing operational efficiency, and ensuring system reliability. However, they often oversimplify the modeling of the lithium-ion battery by considering power losses as linear, which can lead to a suboptimal operation of the microgrid implying higher operation costs. This project is aimed at incorporating a more realistic representation of battery behavior by developing and solving an optimization model to manage an isolated residential microgrid which consists of a load, a solar panel, a diesel generator, and a lithium-ion battery with non-linear power losses when charging and discharging (model NLL). The results obtained when evaluating the computational performance of model-solver combinations showed that the best-performing combination involved solving model NLL using DICOPT. Through carrying out a sensitivity analysis, it was also concluded that using a model with linear losses can lead to underestimating the actual average efficiency of the Li-ion battery, implying higher operation costs. Moreover, through the implementation of a rolling horizon approach, the computational performance of an NLL model-solver combination involving the use of the solver BARON was improved. Throughout the project, energy management and component operation is analyzed to further explore the differences between model-solver combinations and optimization approaches.
Descripción : Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales y Grado en Administración y Dirección de Empresas
URI : http://hdl.handle.net/11531/82540
Aparece en las colecciones: KTI-Trabajos Fin de Grado

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