Caracterização de consumos

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1 Caracterização de consumos Cláudio Monteiro Nuno Fidalgo 1 de consumidores Para que servem? Conhecer evolução (diária, sazonal, etc.) do consumo dos diferentes tipos de consumidores Contribuição para melhorar o desempenho da previsão de carga Estimação do diagrama de carga em PTs e subestações planeamento Previsão de faturação Definição da curva de consumo associada a cada comercializador no mercado de energia Auxiliar na determinação dos perfis de perdas Definição de tarifas 2

2 de consumidores Tipos de diagramas Potência ou energia Intervalos de tempo Diários, semanais, mensais, etc. Tipo de dia Dia útil Sábado Domingo Nível de agregação Individuais (por consumidor) Por PT Por zona Global nacional Por nível de tensão, tipo, escalão, potência contratada BT, doméstico, [0;1000]kWh/ano, 6.9 kva Reais, normalizados (diversos critérios) ou escalados (diversas formas) 3 Exemplos de diagramas Consumo por tipo (%) Perdas mensais MT Diagrama global domésticos, dia útil MW :00 1:15 2:30 3:45 5:00 6:15 7:30 8:45 10:00 11:15 12:30 13:45 15:00 16:15 17:30 18:45 20: :15 22:30 23:45 Primavera/Verão Outono/Inverno

3 Exemplos de diagramas Diagrama normalizado (1ª semana janeiro 2014) 5 de consumidores Fatores caracterizadores de diagramas fator de carga Pi med fc = Pi max fator de perdas fp = 24 ( P i/pimax ) i= fator de simultaneidade P = max (rede) fs nº cons Pi max i fator de ocupação da ponta da rede fop = P (h = ponta da rede) P i max fator de contribuição para a ponta cp = P (h = ponta da rede) Pmax (rede) 6

4 de consumidores Agregação de diagramas Por tipo de consumidor Por tecnologia de consumo 7 de consumidores Agregação de diagramas Por tipo de consumidor Por tecnologia de consumo 8

5 Obtenção dos diagramas Campanha de medição 1. Definição da amostra - seleção de consumidores a monitorizar; 2. Obtenção das amostras implementação dos diagramadores, recolha de informação; 3. Tratamento dos dados recolhidos. Diagramas de consumidores Diagramador (contador de base temporal 15 min a 60 min) Registo do consumo da instalação Moradia ou apartamento (consumidor doméstico) Fábrica (indústria) Loja (comércio) Etc. Diagramas por tecnologia de consumo Diagramador (contador de base temporal 10 s a 2 min) Caracterizar o diagrama de consumo típico de cada dispositivo Iluminação, aquecimento, fogão, MLR, MLL, etc. (domésticos) Iluminação, motores, etc. (indústria) Etc. 9 de consumidores Obtenção de diagramas por consumidor Análise estatística dos dados de faturação Pressupostos: nº de categorias, nível de confiança, etc. Seleção de redes Média, variância, etc. dos consumos por estratos (nível de tensão, tipo, consumo, etc.) BTN: 5 categorias a priori: Domésticos, Comércio, Indústria, Hotelaria e Outros Nível de confiança = 95%; E máx = 5, 10, 15, 20% 2 redes urbanas, 2 semi-urbanas e 2 rurais Estratificação e amostragem aleatória dos consumidores Diagramas Filtragem de dados Diagramas limpos Cálculo dos diagramas médios por mês, tipo de consumidor, tipo de dia Escalamento dos diagramas médios de modo a satisfazer balanço energético Diagramas médios da amostra Diagramas característicos 10

6 Caracterização do consumo Definição da amostra por tipo e escalão de consumo Doméstico Comercio Indústria Hotelaria Outros Escalões (kwh) Amostra Com diagrama Com diagrama e inquérito [50,1257] [1258,2425] [2426,3780] [3781,202580] Total ] 50,7730] [7731,25239] [25242,59427] [59470,284069] Total ] 50,9124] [9125,31004] [31010,72500] [72520,320061] Total ] 50,15374] [15375,32430] [32434,61761] [61784,215939] Total ] 50,2626] [2627,9258] [9259,17063] [17065,864420] Total Total Geral de consumidores Resultados exemplos de diagramas obtidos MT Maio MU, por cons. 2.5 Domésticos, dia útil, por grupo P (kw) dia útil Sábado Domingo h 0.06 P (GW) Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro h 0.05 normalizado Total BTN SIMPLES Total BTN bi horario Total BTN tri horario-mu Total BTN tri horario LU h 12

7 de consumidores Tipos de diagramas E (kwh) Por consumidor D C I H O E (MWh) Por grupo de consumidores h h 13 Obtenção de diagramas por dispositivo Monitorização dos principais dispositivos elétricos Inquéritos a consumidores 14

8 Inquéritos Taxas de posse Ex: Domésticos Máq secar roupa Máq lavar roupa Máq lavar loiça Eq. Informat. Equipamento / electrodomésticos Audio-visuais Frig. e combin. Escalões [50,1257] [1258,2425] [2426,3780] [3781,202580] Total Conge-lador Aspira-dor Ferro eng. Forno eléctr. Coz eléctr. Micro-ondas Termo-Acum. 15 Inquéritos outras questões Tipos de lâmpadas usadas na iluminação, por sector Tecnologias para aquecimento de águas Outra formas de energia para além da elétrica Dimensão e tipo de instalação Número de habitantes (doméstico) ou de funcionários / utilizadores (não-doméstico) 16

9 Tratamento dos dados dos inquéritos Ex: Tecnologia de climatização Comércio Indústria Termo-Ventilador 35% Aquecedor a Óleo 40% Aquecedor a Óleo 29% Termo-Ventilador 25% Aquecedor a Gás 12% Aquec. Central 16% Bomba de Calor 7% Bomba de Calor 10% Aquec. Central 6% Aquecedor a Gás 8% Lareira Simples 2% Lareira Simples 4% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Hotelaria Hotelaria Aquec. Central 34% Aquecedor a Óleo 33% Bomba de Calor 26% Aquec. Central 30% Aquecedor a Gás 16% Bomba de Calor 23% Aquecedor a Óleo 8% Termo-Ventilador 22% Termo-Ventilador 6% Aquecedor a Gás 7% Lareira Simples 2% Acumulador de Calor 2% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 17 Diagramas reais por dispositivo 18

10 Diagramas reais por dispositivo 19 Diagramas médios por dispositivo por: Tipo de dia Tipo de consumidor Mês Região etc. 20

11 Contribuição para a ponta 21 Diagramas médios por dispositivo 22

12 Aplicação Ex: Estimação do diagrama de carga dum PT Perfis normalizados (1 semana) 23 Exemplo aplicação 1. Para cada tipo: Perfis * consumo 2. Agregação dos diagramas de cada tipo. Average consumption per capita per week (kwh) Numer of consumers per type Estimated energy per consumer type (kwh)

13 Exemplo aplicação Average consumption per capita per week (kwh) Numer of consumers per type Estimated energy per consumer type (kwh) Exemplo aplicação Average consumption per capita per week (kwh) Numer of consumers per type Estimated energy per consumer type (kwh)

14 Exemplo aplicação Ex2: Previsão de carga 2πd sen 7 cos ( " ) I(h) I(h+1) I(h-1week) I(h+23-1week) I(h-2week) I(h+23-2week).. Rede neuronal)... por tipo de consumidor Diagrama estimado. I(h+24) 27