Otimização de despacho, usando previsão probabilística e análise de risco, para sistemas elétricos insulares com armazenamento
Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
09/02/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Esclarecimento sobre o tema da Dissertação.
II. Esclarecimento das etapas da Dissertação.
Conclusões e decisões:
I. Definição das etapas: estudo do estado de arte de sistemas de despacho e pré-despacho; estudo de modelos de despacho probabilístico desenvolvidos anteriormente; adaptação dos modelos para a integração de armazenamento hídrico; simulação e análise de resultados;
II. Início do estudo do estado de arte sobre sistemas de despacho e prédespacho.
20/02/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Ponto de situação do trabalho realizado.
II. Esclarecimento de dúvidas sobre previsões probabilísticas a usar no trabalho.
Conclusões e decisões:
I. O estado de arte deve conter apenas uma breve referência sobre técnicas de previsão. Este tema não deve ser pormenorizado.
II. Pesquisa sobre despacho determinístico e estocástico.
III. Desenvolver website.
03/03/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Ponto de situação do trabalho realizado.
II. Esclarecimento de dúvidas sobre otimização estocástica.
Conclusões e decisões:
I. Estudar o documento "Stochastic Optimization for Unit Commitment - A Review".
II. Pesquisa sobre otimização estocástica.
18/03/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Feedbak sobre o estado de arte.
II. Explicação da metodologia de otimização de despacho a utilizar no trabalho.
Conclusões e decisões:
I. Alteração da estrutura da tabela 2.1 do estado de arte versão2.0.
II. Generalização do método a sistema mais complexos, através de um conjunto de medidas:
-Aplicação de uma ordem de mérito na combinação dos geradores.
-Eliminar os GENSETs não aceitáveis pelos operadores de sistema.
-Realização do despacho económico recorrendo a métodos mais complexos, por exemplo heurísticos.
30/03/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Feedback do trabalho elaborado sobre a metodologia de otimização de despacho a utilizar no trabalho.
II. Esclarecimento de dúvidas sobre o conteúdo a abordar na descrição da metodologia.
III. Esclarecimento de dúvidas sobre o método de unit commitment multi-período usado na otimização de despacho.
IV. Esclarecimento de dúvidas sobre a apresentação.
Conclusões e decisões:
I. Referenciar os métodos mencionados no capítulo 3, com os métodos descritos no capítulo 2.
II. O método de armazenamento de energia não é abordado na descrição da metodologia de otimização de despacho, no capítulo 3.
III. A apresentação será sobre o trabalho realizado até ao momento, e plano para os próximos meses. Ainda não existe uma data definida para a apresentação.
07/04/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Esclarecimento sobre os tópicos abordar no capítulo Introdução da dissertação.
II. Definição de uma estrutura para os capítulos seguintes da dissertação.
III. Definição dos tópicos abordar na apresentação.
Conclusões e decisões:
I. A Introdução da dissertação deve abranger os seguintes tópicos: motivação; contextualização; objetivos; estrutura da dissertação;
II. Os seguintes capítulos abordados na dissertação são: metodologia de despacho integrando armazenamento; conclusões obtidas com a implementação da metodologia; conclusões finais;
III. A apresentação ficou definida para dia 15 de Abril.
IV. Na apresentação devem ser abordados os seguintes tópicos: motivação; objetivos; estrutura; casos de estudo; estado de arte; metodologia de otimização de despacho; plano para os próximos meses.
17/04/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Discussão sobre um possível método de adaptação do modelo de otimização de despacho para integração da capacidade de armazenamento.
Conclusões e decisões:
I. A metodologia consiste em otimizar o armazenamento em fase complementar, primeiro despacho normal, avaliar custos marginais horários, otimizar no tempo o armazenamento com base nos custos €/MWh, reajustar o despacho incluindo nova carga agregada, iterar até não haver alteração.
II. Necessidade de realizar uma pesquisa sobre a formação de sinais de preço de eletricidade.
23/04/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Esclarecimento de dúvidas sobre formação de sinais de preço de eletricidade em sistemas insulares.
II. Demonstração do método de programação do despacho económico.
Conclusões e decisões:
I. Planeamento das seguintes tarefas:
- Análise do método de programação de despacho económico.
- Análise do método de programação de formação de sinais de preço de eletricidade em sistemas insulares.
- Programação do método de integração de armazenamento no despacho económico.
29/04/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Esclarecimento de dúvidas sobre formação de sinais de preço de eletricidade.
II. Esclarecimento de dúvidas sobre a integração de armazenamento no programa de despacho.
III. Desenvolvimento de um método de determinação dos limites do preço médio.
Conclusões e decisões:
I. Os valores utilizados na formação de sinais de preço são referentes ao em cada período.
II. No início de cada iteração, os valores obtidos para o armazenamento são adicionados a previsão de carga, sendo que o limites associados à previsão devem ser atualizados.
III. O processo de armazenamento é efetuado para um período de 24h.
IV. Para que a função quadrática que define o armazenamento apresente a forma pretendida, é necessário impor limites no preço médio.
12/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Discussão sobre os aspetos que provocam atraso na resposta do programa de despacho.
II. Discussão de medidas a adotar para diminuir o tempo de resposta do programa de despacho.
Conclusões e decisões:
I. Os aspetos que provocam atraso na resposta do programa são: leitura e escrita de valores; atualização dos cálculos na folha de Excel sempre que o programa insere um valor.
II. As medidas a adotar para reduzir o tempo de resposta do programa são: redução de leitura e escrita de valores na folha de Excel, efetuando sempre que possível os cálculos no programa em Visual Basic; utilização de macros para atualização de valores.
19/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Fernando Arménio da Costa Castro e Fontes
Ordem de trabalhos:
I. Discussão sobre o ponto de situação do trabalho realizado.
II. Feedback sobre o material escrito.
Conclusões e decisões:
I. Necessidade de correção da formulação da análise de contingência N-1 na metodologia de despacho.
II. Privilegiar artigos em revista nas referências.
III. Introdução de perdas no armazenamento.
19/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Revisão da formulação da análise de contingência N-1 da metodologia de despacho.
II. Análise do método de convergência do programa.
Conclusões e decisões:
I. O valor do lucro marginal calculado apresenta oscilações que impedem o programa de convergir.
II. Reduzir os intervalos de 0,5MW para 0,05MW no cálculo do lucro marginal.
20/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Análise dos resultados obtidos com a redução dos intervalos no cálculo do lucro marginal.
II. Elaboração de uma metodologia de integração de armazenamento baseada no custo marginal.
Conclusões e decisões:
I. A redução dos intervalos de 0,5MW para 0,05MW no cálculo do lucro marginal não foi suficiente para diminuir as oscilações. O programa não converge.
II. A metodologia baseada no custo marginal consistem em:
- Calcular a função custo. Com os valores do custo em cada período, óbitos do despacho, traçar uma tradline e obter a equação da função custo.
- Derivar a função custo para obter a função do custo marginal.
- Definir uma função quadrática que permite determinar o valor do armazenamento, em cada período, através do custo marginal.
22/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Análise dos resultados obtidos com a implementação da metodologia baseada no custo marginal.
II. Elaboração de uma metodologia de integração de armazenamento baseada no balanço de carga, ou seja, a diferença entre a carga total e a produção renovável.
Conclusões e decisões:
I. Analisando os resultados da implementação, concluiu-se que a solução ótima ocorre para custos marginais iguais em todos os períodos. Concluiu-se ainda que custos marginais iguais conduzem a carga igual em cada período. Desta forma, é possível otimizar o armazenamento utilizando apenas o balanço de carga.
II. A metodologia baseada no balanço de carga pretende otimizar o ciclo de carga diário. Após o cálculo do valor médio do balanço de carga é possível o período de armazenamento e de descarga, respeitando os limites de capacidade e de operação do sistema.
27/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Esclarecimento de dúvidas sobre a metodologia de integração de armazenamento baseada no balanço de carga.
II. Tentativa de demonstração do método a partir do Lagrangeano.
Conclusões e decisões:
I. Dificuldades na integração do armazenamento no Lagrangeano. Pesquisar métodos de coordenação hidrotérmica.
28/05/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Desenvolvimento de uma metodologia de integração de armazenamento com recurso ao Lagrangeano.
II. Tentativa de implementação da metodologia com recurso à ferramenta solver do Excel.
Conclusões e decisões:
I. A ferramenta solver apresenta limitações que impedem uma implementação correta da metodologia.
03/06/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Fernando Arménio da Costa Castro e Fontes
Ordem de trabalhos:
I. Análise da formulação matemática do modelo de integração de armazenamento com recurso ao Lagrangeano.
II. Elaboração de uma formulação alternativa.
III. Estruturação do modelo alternativo para implementação, com recurso a função fmincon da ferramenta Matlab.
Conclusões e decisões:
I. A formulação alternativa divide a variável de decisão armazenamento em duas, bombagem e turbinagem. As duas variáveis são positivas mas entram na equação de balanço de potência com sinais opostos. Definiu-se ainda um rendimento para o sistema de armazenamento de 95%.
04/06/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Análise do modelo alternativo de integração de armazenamento no problema de despacho.
II. Esclarecimento de dúvidas sobre a implementação do modelo.
Conclusões e decisões:
I. Definiu-se que a função custo a utilizar na implementação será quadrática.
II. A implementação do modelo utilizando a ferramenta Matlab deve ser efetuada até ao inicio da semana seguinte.
09/06/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Análise da implementação do modelo de despacho incluindo armazenamento, com a ferramenta Matlab.
II. Teste do modelo de despacho para vários cenários.
III. Elaboração de uma heurística que otimize a distribuição da carga de um sistema, sem recorrer a resolução do despacho.
Conclusões e decisões:
I. Os resultados obtidos com a implementação do modelo de despacho mostram que a solução ideal ocorre para uma distribuição de carga uniforme ao longo do tempo.
II. Os resultados da implementação do modelo servem de suporte à heurística elaborada.
15/06/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Cláudio Domingos Martins Monteiro
Ordem de trabalhos:
I. Análise da implementação do modelo de despacho incluindo armazenamento, com a ferramenta Matlab.
II. Análise da formulação do método heurístico de otimização de distribuição da carga de um sistema.
III. Análise dos resultados da implementação do modelo heurístico.
Conclusões e decisões:
I. Para iniciação dos testes define-se um valor do custo marginal. Nos casos seguintes usa-se o custo marginal do ciclo de carga.
22/06/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Fernando Arménio da Costa Castro e Fontes
Ordem de trabalhos:
I. Análise dos resultados obtidos com a implementação do método heurístico num caso de estudo real.
Conclusões e decisões:
I. O documento escrito completo deve ser entregue para revisão até ao final do dia 23 de junho.
25/06/2015
Participantes
Márcio André Ferreira de Melo
Prof. Dr. Fernando Arménio da Costa Castro e Fontes
Ordem de trabalhos:
I. Feedback sobre o material escrito.
II. Teste do modelo de despacho considerando o estado de carga inicial como variável de decisão.
Conclusões e decisões:
I. Deve ser integrado na dissertação uma nova seção com as conclusões do teste efetuado.