Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kraemer, Taís Dahleni
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/254879
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2024.
id UFSC_d5196dcc765278aca424a35e1bee9a28
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/254879
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazoEngenharia elétricaReservasEnergia hidrelétricaEstruturas hidráulicasReservatóriosmatrizes energéticasDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2024.Nos últimos anos, nota-se uma elevação na participação de fontes intermitentes na matriz energética, o que leva a um aumento nas incertezas na operação do Sistema Interligado Nacional (SIN). Uma das possibilidades para a gestão dessas incertezas é a inclusão de requisitos de reserva no modelo de programação diária da operação. Atualmente, a modelagem da reserva do modelo da programação diária é feita exclusivamente com base na verificação da capacidade máxima da geração hidráulica, calculada iterativamente e considerada constante durante a etapa de programação linear. Portanto, este e outros aspectos precisam ser investigados para um aprimoramento da reserva operativa. Como uma primeira contribuição, este trabalho considera explicitamente os efeitos da queda e do unit commitment hidrelétrico na modelagem da reserva de elevação, i.e., aquela associada a capacidade máxima de geração das usinas. Outra contribuição se dá pela inclusão da reserva de redução, a qual considera a redução de potência sem violar a geração mínima das zonas proibidas de operação. Além disso, pela primeira vez na literatura, é proposta a inclusão das taxas de variação de defluência no cômputo da reserva, tanto na elevação quanto na redução. A inclusão deste tipo de restrição é muito desafiadora pois é necessário converter o impacto da variação de vazão em potência que, de acordo com o grau de precisão desejado, apresenta diferentes níveis de complexidade. Por fim, e não menos importante, este trabalho representa o efeito de limites elétricos de transmissão na definição da reserva. Para abordar as diferentes propostas, limitações e desafios de uma maneira didática, este trabalho faz uso de uso de uma configuração hidrotérmica de pequeno porte que representa a programação diária da operação por meio de um modelo de programação linear inteira-mista com as principais características encontradas no SIN. Inicialmente o trabalho mostra a importância da representação dos diferentes tipos de modelagens da reserva no custo e no ponto de operação do sistema. Em particular, é dada atenção na alteração do despacho termelétrico provocada pela inclusão das restrições visto que este é um dos principais elementos para a elaboração da programação diária do SIN. Além disso, são apresentados os impactos no tempo de solução para diferentes tipos de representação de cada modelo de reserva proposto. Este tipo de análise é importante para tornar as propostas práticas sob ponto de vista computacional para a inclusão em modelos grande porte, conforme é o caso do modelo DESSEM, que é o modelo considerado oficialmente no sistema elétrico brasileiro.Abstract: In the last few years, there has been an increase in the participation of intermittent energy resources in the energy matrix, leading to higher uncertainty levels in the Brazilian National Interconnected System operation. One of the possibilities for dealing with uncertainties is to include reserve requirements in day-ahead scheduling models. Currently, the reserve is modeled in the day-ahead scheduling only by checking the maximum power of a set of hydraulic power plants, which is calculated iteratively and considered constant during the linear programming phase of its solving strategy. Therefore, this and other aspects must be investigated to improve the reserve definition. As a first contribution, this work explicitly considers head effects and hydro unit commitment to calculate up spinning reserve, i.e., associated with the plant's maximum power. Another contribution is including a down-spinning reserve, which considers power reduction without violating the minimum power of forbidden zones. Furthermore, for the first time in literature, it is proposed to include maximum ramping rates of flow in reserve calculation, both up and down the reserve. Including this constraint in the optimization model is very challenging once it is necessary to convert the impact of flow variation into power, which, according to different levels of precision, presents different levels of complexity. Last but not least, this work represents transmission limits in reserve determination. This work considers a small hydrothermal system to represent the day-ahead scheduling model using a mixed integer linear programming problem that takes into account major constraints for the Brazilian system. This test system is used to asses the proposed approach, its limitations and challenges in a didactic way. First of all, it is demonstrated the importance of considering different types of reserve modeling in terms of cost and operation point. Particularly, it focuses on thermal power plant dispatch deviation caused by constraints since this is one of the most important elements to elaborate day-ahead scheduling. It also presents solution time for the different formulations proposed to model energy reserve. This analysis is relevant to the practical point of view, given the computational burden that can be caused, including the constraint in large-scale problems, which is the case of the DESSEM model used in the Brazilian system.Finardi, Erlon CristianCosta, Fernanda da SerraUniversidade Federal de Santa CatarinaKraemer, Taís Dahleni2024-03-28T23:23:37Z2024-03-28T23:23:37Z2024info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis182 p.| gráfs., tabs.application/pdf386705https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/254879porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-03-28T23:23:37Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/254879Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732024-03-28T23:23:37Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
title Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
spellingShingle Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
Kraemer, Taís Dahleni
Engenharia elétrica
Reservas
Energia hidrelétrica
Estruturas hidráulicas
Reservatórios
matrizes energéticas
title_short Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
title_full Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
title_fullStr Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
title_full_unstemmed Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
title_sort Modelagem das restrições de faixa operativa, limites elétricos de transmissão e taxa máxima de variação de defluência na alocação da reserva de potência operativa em problemas de otimização da programação hidrotérmica de curto prazo
author Kraemer, Taís Dahleni
author_facet Kraemer, Taís Dahleni
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Finardi, Erlon Cristian
Costa, Fernanda da Serra
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Kraemer, Taís Dahleni
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia elétrica
Reservas
Energia hidrelétrica
Estruturas hidráulicas
Reservatórios
matrizes energéticas
topic Engenharia elétrica
Reservas
Energia hidrelétrica
Estruturas hidráulicas
Reservatórios
matrizes energéticas
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2024.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-03-28T23:23:37Z
2024-03-28T23:23:37Z
2024
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 386705
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/254879
identifier_str_mv 386705
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/254879
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 182 p.| gráfs., tabs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652381586456576

Registros relacionados