Alocação de reserva girante em sistemas hidrotérmicos com penetração de geração eólica

• Main Author: Arantes, André Gustavo Borges
• Other Authors: Villa, Clodomiro Unsihuay
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2017
• Subjects: Engenharia elétrica
• Online Access: http://hdl.handle.net/1884/52577

Orientadora : Profª. Drª. Thelma S. Piazza Fernandes === Coorientador : Prof. Dr. Clodomiro Unsihuay Villa === Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 28/04/2017 === Inclui referências : f. 84-88 === Resumo: Tendo em vista a crescente diversificação da matriz energética brasileira, que tem aumentado sua participação térmica e eólica, deve-se dar redobrada atenção ao provimento de reserva girante, pois a intermitência e natureza aleatória dos ventos resulta em um grande desafio para coordená-la a um sistema hidrotérmico de grande porte. Isto exige aumento da disponibilidade de reserva girante como solução para diminuir o risco de déficit nos momentos de quedas na geração eólica, o que resulta em um custo operativo maior. Assim, este trabalho propõe modelo computacional de apoio à decisão para despacho de potência e reserva para diferentes níveis de penetração de energia eólica e diversidade hidrológica. Para tanto, foi modelado um Fluxo de Potência Ótimo não linear e intertemporal, que além de realizar o despacho de potência ativa e reativa de um sistema hidrotérmico (incluindo restrições elétricas e energéticas) para um horizonte de uma semana ou um dia a frente, é capaz também de fazer alocação ótima de reserva girante (hidráulica e térmica). O modelo foi testado em um sistema de 33 barras que representa o sistema sul equivalente do Brasil. Os resultados obtidos para diferentes cenários hidrológicos e diferentes níveis de penetração eólica são capazes de identificar diferentes despachos de potência e de reserva distribuídos entre as fontes hidroelétricas e térmicas,assim como identificar diferentes custos operacionais envolvidos. Palavras chave:Reserva girante, geração eólica, despacho eólio hidrotérmico === Abstract: In view of the increasing diversification of the Brazilian energy matrix, which has increased its thermal and wind participation, attention should be paid to the provision of spinning reserve, because the intermittency and random nature of the winds result in a great challenge to coordinate it with a large hydrothermal system.This requires increasing the availability of spinning reserve as a solution to reduce the risk of deficits at times of wind power downtime, which results in a higher operating cost. Thus, this paper proposes a computational decision support model for power dispatch and reserve for different levels of wind energy penetration and hydrological diversity. In order to do so, a nonlinear and intertemporal Optimal Power Flow was modeled which, in addition to performing the active and reactive power dispatch of a hydrothermal system (including electrical and energy restrictions) for a horizon of one week or one day ahead, is capable also to allocate optimal spinning reserve (hydraulic and thermal). The model was tested in a system of 33 buses that represents the south equivalent system of Brazil.The results obtained for different hydrological scenarios and different levels of wind penetration are able to identify different power and reserve dispatches distributed between hydroelectric and thermal sources, as well as to identify different operational costs involved. Key words: Spinning reserve, wind generation, hydropower