EER Economia das Energias Renováveis -1-

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1 EER Economia das Energias Renováveis Mestrado em Energias Renováveis (MERCEUS) Resolução do Despacho Económico usando o GAMS Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa -1-

2 Agenda 1. Enquadramento 2. Exemplo de aplicação 3. Programação em GAMS 4. Exercícios -2-

3 Enquadramento OproblemadoDespacho Económico tem como objectivo calcular o perfil óptimo de produção de energia eléctrica (minimizando o custo total deprodução) considerando d disponíveis i várias grupos térmicos para satisfação de um dado consumo (carga). Cada grupo produtor tem limites técnicos de operação (e.g., potência mínima, potência máxima) e caracteriza se, do ponto de vista económico, poruma funçãodecusto. A resolução do problema do Despacho Económico pode ser efectuada com recurso ao GAMS para modelizar e resolver o problema de minimização do custo total de produção com as restrições impostas pelos limites técnicos de operação dos grupos térmicos e pelo balanço entre a produção e a carga. -3-

4 Exemplo de aplicação Despacho Económico de grupos térmicos B 1 T 1 G 1 C 1 (P 1 ) P 1 B 2 T 2 G 2 C 2 (P 2 ) P 2 Pcarga C n (P n ) B n T n G n P n n min T i = 1 n s.a = C C ( Pi ) i = 1 Pi P c i i ) arg a Pi Pi Pi i = 1,..., n min max -4-

5 Exemplo de aplicação Despacho Económico de 3 grupos térmicos C1 B1 T1 G1 P1 P carga = 325 MW C2 B2 T2 G2 P2 Pcarga C3 B3 T3 G3 P3 Grupo i P min [MW] P máx [MW] C i (P i ) [c /kwh] P P P P P P

6 Programação em GAMS (1/4) * DESPACHO ECONOMICO de grupos termicos de produção de * energia electrica * Definicao dos conjuntos dos grupos e das suas caracteristicas Set i grupos produtores /1*3/ ; Set carac caracteristicas dos grupos produtores /Pmin, Pmax, a, b, c/ ; * Introducao dos dados dos grupos termicos: potencia mínima, potencia * maxima e parametros caracteristicos da funcao de custos a, b e c Table Dados(i,carac) Pmin Pmax a b c * MW MW /MW /MW * Introducao do valor da carga a satisfazer Scalar Carga /325/ ; -6-

7 Programação em GAMS (2/4) * Definicao das variaveis a serem determinadas pelo modelo Variables P(i) potencia produzida pelo grupo i Custo custo total de producao ; * Imposicao da potencia dos grupos como variavel nao negativa Positive variables P ; * Assignacao dos limites superiores e inferiores dos grupos termicos P.up(i) = Dados(i,"Pmax") ") ; P.lo(i) = Dados(i,"Pmin") ; * Identificacao das equacoes custo total (a minimizar) e balanco * entre a producao e a carga Equations EqCusto custo total de producao EqBalanco balanco entre a producao e a carga ; -7-

8 Programação em GAMS (3/4) * Definicao das equacoes EqCusto.. Custo =e= Sum(i, Dados(i,"a") + Dados(i,"b")*P(i) + Dados(i,"c")*Power(P(i),2)) ; EqBalanco.. Sum(i,P(i)) =g= Carga ; * Definicao do modelo DE - Despacho Economico Model DE /EqCusto, EqBalanco/ ; * Instrucao para corrida do modelo ED usando * programacao nao linear (NLP) por forma a minimizar a * variavel custo total (funcao objectivo) Solve DE using NLP minimizing Custo; * Escrita no ficheiro.lst dos resultados * relativos ao custo total (Custo.l) * e da potencia de cada grupo (P.l) Display Custo.l, P.l; -8-

9 Programação em GAMS (4/4) * Definicao e determinacao do custo marginal e escrita dos principaisp * resultados em ficheiro externo.txt * Determinacao do custo marginal de cada grupo (CM = C' = b+2*p) Parameter CMarg(i) custo marginal ; CMarg(i) = Dados(i,"b") + 2*Dados(i,"c")*P.l(i) ; * Abre ficheiro externo de texto File output /C:\GAMS_out\Desp_Economico.txt/ ; put output ; * Escreve custo total put "Custo total = ", put Custo.l, put /, put / ; * Escreve resultados de cada grupo put "Grupo Pmin Pmax Potencia CMarginal", put / ; loop(i, put i.tl, put Dados(i,'Pmin'), put Dados(i,'Pmax'), put P.l(i), put CMarg(i); put /) ; * Fecha ficheiro putclose output -9-

10 Exercícios de aplicação 1. Usando as características dos grupos térmicos do exemplo apresentado, efectue o despacho económico (usando o GAMS) para uma carga de: i. 325 MW ii. iii. 200 MW 450 MW 2. Comente os resultados obtidos tendo em consideração os custos marginais de cada grupo e a sua potência relativa aos seus limites de operação com vista a concluir que o resultado obtido em cada alínea é o óptimo do problema do despacho económico. 3. Introduza um novo grupo térmico com as características que achar adequadas por forma a que nas condições do exercício 1.i. todos os três gruposoriginais ii i fiquem a funcionar à sua potência mínima. -10-

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