Publicada em

19/08/2015

Carlos André Barbosa De Almeida

145 – Ontologias aplicadas à modelagem de sistemas de automação predial visando resposta automática à demanda em redes elétricas inteligentes

Resumo

O uso eficiente da energia elétrica implica em ações de eficiência energética, conservação de energia e programas de gerenciamento pelo lado da demanda que geram benefícios aos consumidores. A emergente possibilidade de uso da geração distribuída, dentro do conceito de smart grids, coloca os prossumidores como agentes ativos, particularmente grandes consumidores como prédios comerciais. Uma das lacunas neste processo são modelos que representem os sistemas prediais de forma eficiente e que acompanhe a dinâmica dos referidos sistemas. A modelagem proposta neste trabalho emprega ontologias para gerar um modelo do domínio de conhecimento dos sistemas prediais, alcançando as redes elétricas com possibilidade de representar, de forma simples e dinâmica, a capacidade de geração, de consumo, dos emergentes programas de gerenciamento pelo lado da demanda (DSM) e as estratégias de resposta à demanda (DR). Particularmente com informações gerenciais sobre o perfil das cargas, capacidade de resposta à demanda com base no perfil de cada sistema predial empregando modelo de comunicações openADR. Este padrão é atualmente adotado pelas indústrias de automação predial de forma global para possibilitar a interoperabilidade entre os sistemas prediais e as redes elétricas inteligentes visando resposta automática à demanda (ADR). Uma aplicação web foi desenvolvida para demonstrar a aplicabilidade prática da metodologia proposta de modelagem de sistemas prediais e redes elétrica através de ontologias e armazenando dados de forma persistente em um banco de dados trivial (TDB). No estudo de caso o conceito de resposta à demanda provável (RDP) é proposto para fins de análise do modelo. Os resultados são apresentados através de curvas de cargas e gráficos estatísticos. Esta abordagem metodológica de sistemas prediais possibilita o uso de máquinas de inferência para abstrair informações não explícitas, empregando lógica descritiva de primeira ordem. A principal vantagem da metodologia proposta é permitir que o modelo seja alterado em função de necessidades da rede elétrica ou sistema predial sem a necessidade de alteração da estrutura do banco de dados, possibilitando crescimento e adequação no modelo em tempo de execução de aplicações.

Abstract

The efficient use of electric power entails energy efficiency and conservation measures, as well as management programs from the demand side, which generate benefits to consumers. The emerging possibility of using the distributed energy resources within the concept of smart grids places prosumers as active agents, particularly large consumers such as commercial buildings. One of the gaps this process are models that represent the building systems efficiently and to follow up the dynamics of such systems. The model proposed in this paper employs ontologies to produce a model of the knowledge domain of building systems, reaching electric grids with the possibility of representing in a simple and dynamic way the generation and consumption capacities, demand side management (DSM) and demand response (DR) strategies, particularly with management information on the profile of loads and demand response capacity based on the profile of each building system employing OpenADR communications. This standard is currently adopted by the building automation globally industries to enable interoperability between building systems and smart grids aiming automatic response to demand (ADR). A web application was developed to demonstrate the practical applicability of the proposed methodology for modeling building systems and electrical grids through ontologies and storing data persistently in trivial databases (TDB). In the case study, the concept of probable demand response (RDP) is presented in the proposed case study. The results are displayed using load curves and statistical charts. This methodological approach to building systems allows the use of inference engines to abstract non-explicit information, by employing descriptive logic of first order. The major advantage of the proposed methodology is to allow the model to be modified in accordance of the electrical grid needs or the building system without with no need to change the database structure, thus allowing the model to grow and adapt during runtime.

Data da defesa: 19/08/2015

Banca Examinadora

Orientador(a): Alexandre Rasi Aoki (Lactec)
Membro da Banca: Rodrigo Jardim Riella (Lactec)
Membro da Banca: Rubens Alexandre de Faria (UTFPR)

Palavra(s)-Chave: Ontologias. Redes Elétricas. Sistemas Prediais. Resposta à Demanda. OpenADR. DSM. SmartGrid.

Keywords: Ontology. Electrical Networks. Building Systems. Demand Response. OpenADR. DSM. SmartGrid.

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