Produção Distribuída nas Redes de Distribuição

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1 Produção Distribuída nas Redes de Distribuição Previsão da Produção Distribuída Cláudio Monteiro Distribuição de Energia II 5º ano da LEEC - ramo de Energia (FEUP) Previsão da PD Tipos de previsão e sua utilidade Previsão da produção (curto prazo) Para optimização do despacho e pré-despacho Previsão dos preços de energia no mercado Manutenção dos sistemas de PD e da própria rede Tipos de recursos Eólicos, solares, hídricos Tipos de Modelos Modelos estatísticos, modelos físicos ou inteligência computacional (Fuzzy, ANN) Escalas espaço-temporais e dados Imagens de satélite Inclusão de modelos digitais de terreno Medidas locais 1

2 Previsão da PD Eólica séries temporais de medidas na próprio parque (local; previsão 0-3h) séries temporais medidas em vários parques vizinhos SCADA (escala regional ou nacional; previsão para 1-6 horas ) NWP Numerical Weather Prediction - modelos usados para previsão meteorológica (escala continental; resolução 50 km; previsão semanal) Ensemble prediction forecasts previsão integrada de vários NWP simulando numa escala mundial (melhor previsão) Modelos físicos usando orografia, rugosidade do terreno, obstáculos e s éries temporais (escala regional; resolução km; previsão para 1-2 dias) Hídrica Cobertura geográfica de pluviosidade obtida dos modelos NWP (previsão semanal) Modelos de escoamento hídrológico usando orografia e características de permeabilidade do terreno (previsão de 1h a 1dia dependendo da área de escoamento). Séries temporais de medidas de caudal (previsão 0-3h) Solar Cobertura geográfica de nebulosidade obtida dos modelos NWP (previsão semanal) e a partir de imagens de satélite (previsão diária). Modelação dos efeitos do terreno (sombras, albedo, visibilidade) 2

3 Exemplos de modelos e suas características Modelos NWP Tipo de previsões do ECMWF de 3 em 3 horas, para previsões inferiores a 3 dias, e de 6 em 6 horas para previsões superiores a 3 dias 3

4 Modelos NWP Previsão do modelo HIRLAM - dia 11/12/2003 (00UTC) para o dia 11/12/2003 (+06UTC) Previsão do INM Instituto de meteorologia espanhol Modelos NWP Previsão do modelo MM5 - dia 12/11/2004 Montalegre 4

5 Performance dos modelos de previsão Que informação existe numa série de vento? Autocorrelação em Padrela Autocorrelação parcial em Padrela Modelo Autoregressivo de 1ª ordem? Para os modelos de previsão basta utilizar o último valor conhecido 5

6 Que informação existe numa série de vento? Experimentando vários modelos autoregressivos P(t)=Const + a 1 *P(t-6) + a 2 *P(t-6) + a 3 *P(t-9) +... MSE(%) 22,32% 22,10% 22,06% 22,06% Os benefícios de adicionar mais variáveis atrasadas ao modelo são mínimos Previsão de Vento vs. Previsão de Potência Erro na previsão da potência Erro na previsão da velocidade Para velocidades elevada, quando existem maiores problema, a previsão de potência dos modelos melhora Para velocidades de vento entre 5 e 13 m/s o erro (%) na previsão de potência dos modelos duplica relativamente ao erro na previsão da velocidade PROBLEMÁTICO Para as redes de distribuição 6

7 Caracterização da produção nacional Probabilidade de produção eólica em Portugal (dados do INEGI) Caracterização da produção nacional 3000 Zona Norte Variação em 10 min Zona Norte Variação em 20 min 3000 Variação média da produção (pu) na zona Norte de Portugal ,275,250,225,200,175,150,125,100,075,050,025 0,000 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% Std. Dev =,03 Mean =,029 N = 8785, ,450,425,400,375,350,325,300,275,250,225,200,175,150,125,100,075,050,025 0,000 0,00% Std. Dev =,04 Mean =,063 N = 8785,00 t(h) média std 0,17 3,30% 2,90% 0,33 4,20% 3,90% 0,50 4,72% 4,40% 0,67 5,04% 4,80% 0,83 5,27% 4,70% 1,00 5,67% 5,29% 2,00 7,15% 6,65% 3,00 8,50% 7,91% 4,00 9,66% 9,02% 5,00 10,79% 9,97% 6,00 11,78% 10,89% 12,00 15,67% 14,55% 18,00 17,73% 16,44% 24,00 19,50% 17,51% 36,00 22,09% 18,85% 48,00 22,97% 19,84% 7

8 Caracterização da produção nacional Variação da velocidade do vento em Portugal em períodos de 12 h (dados do INEGI) Correlação geográfica Correlação entre esta ções meteorológicas correlation distance (km) Escala geográfica de uma rede de distribuição (simultaneidade de regimes de vento em toda a área geográfica) 8