Distribuição de Energia II5º ano da LEEC - ramo de Energia (FEUP)

Produção Distribuída nas Redes de Distribuição

Previsão da Produção Distribuída

Cláudio Monteiro

Previsão da PDTipos de previsão e sua utilidade

Previsão da produção (curto prazo) Para optimização do despacho e pré-despacho Previsão dos preços de energia no mercado Manutenção dos sistemas de PD e da própria rede

Tipos de recursos Eólicos, solares, hídricos

Tipos de Modelos Modelos estatísticos, modelos físicos ou inteligência

computacional (Fuzzy, ANN) Escalas espaço-temporais e dados

Imagens de satélite Inclusão de modelos digitais de terreno Medidas locais

Previsão da PD Eólica

séries temporais de medidas na próprio parque (local; previsão 0-3h) séries temporais medidas em vários parques vizinhos – SCADA (escala regional ou nacional;

previsão para 1-6 horas ) NWP “Numerical Weather Prediction” - modelos usados para previsão meteorológica (escala

continental; resolução 50 km; previsão semanal) “Ensemble prediction forecasts” – previsão integrada de vários NWP simulando numa escala

mundial (melhor previsão) Modelos físicos usando orografia, rugosidade do terreno, obstáculos e séries temporais (escala

regional; resolução 0.5-5 km; previsão para 1-2 dias)

Hídrica Cobertura geográfica de pluviosidade obtida dos modelos NWP (previsão semanal) Modelos de escoamento hídrológico usando orografia e características de permeabilidade do

terreno (previsão de 1h a 1dia dependendo da área de escoamento). Séries temporais de medidas de caudal (previsão 0-3h)

Solar Cobertura geográfica de nebulosidade obtida dos modelos NWP (previsão semanal) e a partir de imagens de

satélite (previsão diária). Modelação dos efeitos do terreno (sombras, albedo, visibilidade)

Previsão da produção eólica

Previsão da produção eólica

Exemplos de modelos e suas características

Tipo de previsões do ECMWF – de 3 em 3 horas, para previsões inferiores a 3 dias, e de 6 em 6 horas para previsões superiores a 3 dias

Previsão da produção eólicaModelos NWP

Previsão da produção eólicaModelos NWP

Previsão do INM – Instituto de meteorologia espanhol

Previsão do modelo HIRLAM - dia 11/12/2003 (00UTC) para o dia 11/12/2003 (+06UTC)

Previsão da produção eólicaModelos NWP

Previsão do modelo MM5 - dia 12/11/2004 Montalegre

Previsão da produção eólicaPerformance dos modelos de previsão

Previsão da produção eólicaQue informação existe numa série de vento?

Autocorrelação em Padrela

Autocorrelação parcial em Padrela

Modelo Autoregressivo de 1ª ordem→ Para os modelos de previsão basta utilizar o último valor conhecido

Previsão da produção eólicaQue informação existe numa série de vento?

MSE(%)22,32%22,10%22,06%22,06%

Os benefícios de adicionar mais variáveis atrasadas ao modelo são mínimos

Experimentando vários modelos autoregressivosP(t)=Const + a1*P(t-6) + a2*P(t-6) + a3*P(t-9) +...

Previsão da produção eólicaPrevisão de Vento vs. Previsão de Potência

Erro na previsão da velocidade

Err

o na

pre

visã

o da

pot

ênci

a

Para velocidades elevada, quando existem maiores problema, a previsão de potência dos modelos melhora

Para velocidades de vento entre 5 e 13 m/s o erro (%) na previsão de potência dos modelos duplica relativamente ao erro na previsão da velocidade

PROBLEMÁTICOPara as redes de distribuição

Previsão da produção eólicaCaracterização da produção nacional

Probabilidade de produção eólica em Portugal (dados do INEGI)

Zona NorteVariação em 10 min

Zona NorteVariação em 20 min Variação média da produção

(pu) na zona Norte de Portugal

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54

t(h) média std0,17 3,30% 2,90%0,33 4,20% 3,90%0,50 4,72% 4,40%0,67 5,04% 4,80%0,83 5,27% 4,70%1,00 5,67% 5,29%2,00 7,15% 6,65%3,00 8,50% 7,91%4,00 9,66% 9,02%5,00 10,79% 9,97%6,00 11,78% 10,89%

12,00 15,67% 14,55%18,00 17,73% 16,44%24,00 19,50% 17,51%36,00 22,09% 18,85%48,00 22,97% 19,84%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54

Previsão da produção eólicaCaracterização da produção nacional

Previsão da produção eólicaCaracterização da produção nacional

Variação da velocidade do vento em Portugal em períodos de 12 h (dados do INEGI)

Previsão da produção eólicaCorrelação geográfica

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0 100 200 300 400 500 600 700

distance (km)

corr

ela

tion

Correlação entre estações meteorológicas

Escala geográfica de uma rede de distribuição(simultaneidade de regimes de vento em toda a área geográfica)