Metodologia de planejamento da expansão em sistemas com grande participação de fontes renováveis e dispositivos de armazenamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SANTOS, Sérgio Pinheiro dos
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34085
Resumo: O planejamento tem por objetivo otimizar os investimentos em expansão para atender ao mercado de forma econômica e segura. A expansão com eólicas e solares requerem uma abordagem sistêmica estruturada, baseada na integração geração-transmissão e na alocação da curva de carga. Apesar dos esforços do setor, a metodologia atual não consegue atender essas necessidades. Com isso, há um descasamento da expansão com o atendimento dos requisitos de reserva, fundamental para cobrir erros de previsão e falhas no sistema. Esta tese mostra que esses recursos não são suficientes e as baterias (BESS), térmicas de ar comprimido (CAES) e hidrelétricas reversíveis (PHES) terão um papel importante no sistema. Para fundamentar a pesquisa, foi realizada uma revisão bibliográfica considerando os estudos realizados nos Estados Unidos e na Europa. A proposta usa a representação horária das fontes renováveis, permitindo visualizar restrições de geração e transmissão não detectadas em modelos puramente energéticos. Três experimentos são apresentados: O primeiro, com uma variante do sistema IEEE RTS para a validação da metodologia. O segundo, com os dados reais da operação 2015 e 2016 para determinar as curvas de carga e, por último, a aplicação na expansão do sistema Brasileiro. De acordo com os resultados, os dispositivos de armazenamento permitem reestabelecer o requisito mínimo de reserva e proporcionam maior flexibilidade operativa. Suas aplicações variam de PHES, para sistemas de grande porte, como as BESS, para soluções locais descentralizadas.
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Esta tese mostra que esses recursos não são suficientes e as baterias (BESS), térmicas de ar comprimido (CAES) e hidrelétricas reversíveis (PHES) terão um papel importante no sistema. Para fundamentar a pesquisa, foi realizada uma revisão bibliográfica considerando os estudos realizados nos Estados Unidos e na Europa. A proposta usa a representação horária das fontes renováveis, permitindo visualizar restrições de geração e transmissão não detectadas em modelos puramente energéticos. Três experimentos são apresentados: O primeiro, com uma variante do sistema IEEE RTS para a validação da metodologia. O segundo, com os dados reais da operação 2015 e 2016 para determinar as curvas de carga e, por último, a aplicação na expansão do sistema Brasileiro. De acordo com os resultados, os dispositivos de armazenamento permitem reestabelecer o requisito mínimo de reserva e proporcionam maior flexibilidade operativa. Suas aplicações variam de PHES, para sistemas de grande porte, como as BESS, para soluções locais descentralizadas.The purpose of planning is to optimize investments in expansion to meet the market economically and safely. Wind and solar expansion require a structured systemic approach, based on generation-transmission integration and load shape allocation. Despite industry efforts, the current methodology fails to meet those needs. With this, there is a mismatch of expansion with the fulfillment of the reserve requirements, fundamental to cover forecast errors and system failures. This thesis shows that these resources are not sufficient and the batteries (BESS), thermal compressed air (CAES) and hydroelectric reversible (PHES) will play an important role in the system. To support the research, a bibliographic review was carried out considering the studies realized in the United States and Europe. The proposal uses the hourly representation of renewable sources, allowing the visualization of generation and transmission constraints not detected in purely energetic models. Three experiments are presented: The first one, with a variant of the IEEE RTS system for the validation of the methodology. The second, with the actual data of the 2015 and 2016 operation to determine load curves and, finally, the application in Brazilian system expansion. According to the results, the storage devices allow to reestablish the reserve minimum requirement and provide greater operational flexibility. Their applications range from PHES, for large systems, such as BESS, to decentralized local solutions.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia ElétricaPlanejamentoFontes renováveisReservaArmazenamentoFlexibilidade operacionalCongestionamento de transmissãoMetodologia de planejamento da expansão em sistemas com grande participação de fontes renováveis e dispositivos de armazenamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILTESE Sérgio Pinheiro dos Santos.pdf.jpgTESE Sérgio Pinheiro dos Santos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1204https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34085/5/TESE%20S%c3%a9rgio%20Pinheiro%20dos%20Santos.pdf.jpg0785b7d006ac3db3e4099c71c940e0c6MD55ORIGINALTESE Sérgio Pinheiro dos Santos.pdfTESE Sérgio Pinheiro dos Santos.pdfapplication/pdf5471009https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34085/1/TESE%20S%c3%a9rgio%20Pinheiro%20dos%20Santos.pdf5d53395139b45f9fb40d5d1707de9082MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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