Trabalho 4 Planejamento da Expansão de Sistemas Hidrotérmicos e Transmissão. Parte I Planejamento da Expansão de Sistemas de Geração e Interconexões

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1 DISCIPLINA TE832 PLANEJAMENTO E DINÂMICA DE SISTEMAS ENERGÉTICOS Trabalho 4 Planejamento da Expansão de Sistemas Hidrotérmicos e Transmissão Parte I Planejamento da Expansão de Sistemas de Geração e Interconexões Desenvolva e implemente no matlab a formulação de expansão da geração e interconexões. Resolva usando lpsolve o planejamento ótimo. Considere os dados apresentados nas tabelas e Figura abaixo, e elabore o planejamento ótimo de aquele sistema para um horizonte de 2 anos A demanda média é em base anual e tem apenas um patamar. E a duração é 8760 h a cada ano. Taxa de juros é 12%. Faça uma analise critica dos resultados. Figura 1: Sistema Elétrico de dois subsistemas. DEMANDA PROJETADA NO SISTEMA ELÉTRICO CONSIDERADO(MWméd.) Subsis. Ano 1 Ano 2 OE 0 0 SE

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3 Parte II Estudo da Expansão da Transmissão O objetivo deste estudo é buscar alternativa ótima para a expansão da transmissão, obtidos por meio de um fluxo de potência ótimo (FPO não linear), bem como buscar alternativa ótima para a expansão da transmissão. Para tanto, poderá ser utilizado qualquer pacote que resolva fluxo ótimo de potencia ou o programa MATPOWER(Software gratuito em Matlab, da Universidade de Cornell que pode ser baixado da internet: O sistema exemplo que será adotado para os estudos está indicado na Figura 1, e suas características descritas nas tabelas 1, 2 e 3. G C1 5 km 5 km 5 km 5 km G3 15 km 10 km 12 km km 5 km 10 km C3 C2 5 km G2 2 8 km 10 km Figura 1 Configuração exemplo Tabela 1 Dados dos geradores Geradores nº Barra Pmax (MW) $/MWh G G G Tabela 2 Dados das cargas Cargas nº Barra P (MW) Q (MVAr) C C C Tabela 3 Dados das linhas de transmissão

4 Linhas de Transmissão nº De Para R X B Pmax (MW) ,0000 0,0576 0, ,0170 0,0920 0, ,0390 0,1700 0, ,0500 0,5800 0, ,0119 0,1008 0, ,0085 0,0720 0, ,0200 0,0625 0, ,0320 0,1610 0, ,0100 0,0850 0, Estudo da expansão da transmissão Para realizar a expansão pode-se construir uma nova linha onde há uma linha tracejada ou duplicar uma linha existente. No caso de duplicação de circuitos, admita que a nova linha será idêntica à existente com custo de ,00 US$/km. Enquanto que a nova linha atende às seguintes especificações: Potência Máxima: 200 MW R: 0,00191 pu/km X: 0,00954 pu/km B: 0,01710 pu/km Custo: ,00 US$/km Considere, também, que as perdas medidas a partir do caso de FOP. Estas perdas deve ser valorada ao custo marginal de expansão (US$ 32,00/MWh). Para o sistema da Figura 1: 2.1 Verifique que o sistema não atende ao critério N-1. Portanto, proponha a melhor expansão (menor custo de: Geração+expansão+ perdas) para garantir o atendimento desse critério; 2.2 Com o sistema modificado pelo item 2.1, considere que uma nova carga de 40+25j se conectou a Barra 7. Verifique se os critérios técnicos são atendidos e caso necessário proponha a melhor expansão; 2.3 Retornando ao sistema original (sem considerar as expansões dos itens anteriores), procure qual é a melhor alternativa de expansão (menor custo) para atender o aumento de carga do item 2.2.

5 Parte III - Formulação do Planejamento da Expansão da Transmissão (para um estagio) Para o problema de expansão do sistema de transmissão da rede de 5 barras mostrado abaixo, cujos dados encontram-se nas tabelas 1 e ) Formular ou equacionar o problema de expansão para aquele cenário utilizando o modelo de hibrido. Assumir as reatâncias das linhas de cada um das linhas todas iguais a 2 pu. 3.2) Resolva o problema do item 3.1 utilizando lpsolve.

6 Parte IV Energia Firme e Assegurada A) Para um horizonte de planejamento de 5 anos, determinar a energia firme do sistema hidrotérmico, dado abaixo. Considerar perdas hidráulicas médias iguais a 5%, para todas as hidrelétricas.

7 B) Considere apenas o sistema hidrelétrico da pergunta A ( porém, desconsidere UTE1 e UTE2). Para o todo o sistema hidrelétrico em questão, considerando um horizonte de planejamento de 5 anos e um histórico de vazões de 250 anos, foi elaborado uma simulação computacional cujos resultados de ofertas e os correspondentes números de séries com déficit, são apresentados na tabela a seguir: Oferta (MWméd) N Séries c/ Déficit B.1) Calcule a garantia física de cada usina hidrelétrica para um risco de déficit do sistema de 5%. B.2) Sabendo que num determinado mês o sistema conseguiu gerar uma energia média de 7500 MWméd. Aloque a energia secundaria (MWméd) corespondente a cada usina conforme estipula o MRE.