Distribuição de Energia II 5º ano da LEEC - ramo de Energia (FEUP) Produção Distribuída nas...
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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)