Publicação

Avaliação dinâmica da rede elétrica e qualidade de energia em sistemas isolados: o caso de estudo da ilha de Santiago - Cabo Verde

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O processo de planeamento e gestão de redes elétricas em regiões isoladas (tipo ilhas), mesmo nos dias que correm, continua a enfrentar as problemáticas de garantia de segurança, fiabilidade e qualidade de abastecimento em padrões elevados, o que é aliado muitas vezes à falta de modernização da rede bem como da sua regulamentação face à crescente integração de geração dispersa no SEE. Na presente dissertação, numa primeira fase, recorrendo a uma ferramenta desenvolvida na plataforma comercial GAMS® e devidamente validada com resultados similares ao da REN é avaliada a capacidade de resiliência da rede elétrica da ilha de Santiago, através do balanço de potência em cada barramento, numa perspetiva de otimização do trânsito de energia cuja finalidade consistia na redução de perdas no sistema de transmissão. São abordados dois cenários operacionais da rede elétrica, o cenário A da atual configuração do SEE (a capacidade instalada e níveis de consumo atuais), e o cenário B que recorre aos estudos realizados pelas entidades governamentais para o horizonte 2020 que visa aumentar em 50% a capacidade renovável instalada e considera uma taxa de crescimento média anual (TCMA) de 7% do consumo na ilha. De referir ainda que na análise de ambos os cenários, teve-se em conta semanas típicas de consumo na ilha, nomeadamente a semana de fevereiro e agosto. De seguida é considerado a integração na rede elétrica da ilha, de uma central de dessalinização a osmose inversa, com o valor de capacidade instalada idêntico à da central existente na ilha, como forma de mitigação do “curtailment” das centrais renováveis (em especial da eólica). Esta adição aumenta a disponibilidade hídrica da ilha, aumenta capacidade de penetração das tecnologias renováveis, contribui para a solução da escassez de água potável na ilha e a regulação desse consumo adicional introduz uma forma indireta de armazenamento de energia no modelo sob a forma de água potável disponível.Com base na plataforma comercial GAMS®, parametrizado em Excel com o VBA® (Visual Basic for Applications), foi possível desenvolver um modelo matemático baseado no balanço de potência nos barramentos da rede que integra a central de dessalinização na rede elétrica da ilha. Para o cenário A na semana típica de consumo de Fevereiro obteve-se uma penetração de energia proveniente de fontes renováveis em cerca de 96% (4% de “curtailment”), com um aumento de 36% na capacidade instalada da dessalinização, que permitiu um excedente de 590 m³ de água potável na ilha. Já para a semana típica de consumo de Agosto a energia aproveitada das fontes renováveis foi na ordem dos 70% (30% de “curtailment”) para um aumento de 25% da produção de água potável, traduzindo num volume total de água armazenada de 3772 m³. No que diz respeito ao cenário B, na semana de fevereiro registou-se cerca de 88% de aproveitamento de energia “limpa” (12% de “curtailment”), tendo a central de dessalinização um aumento na ordem de 40% da capacidade instalada, obtendo-se um volume armazenado de 1934 m³, cerca de 3 vezes mais do que registado no período homólogo (cenário A). Na semana de agosto foi possível um aproveitamento de 73% de toda a energia produzida pelas renováveis (27% de “curtailment”), com aumento da capacidade instalada em 25%, idêntica ao mesmo período analisado no cenário A, porém com volume de água armazenada de 3589 m³.
Autores principais:	Veiga, Bruno Alexandre da
Assunto:	Sistemas de energia elétrica isolados Rede elétrica Otimização do trânsito de potência Central de dessalinização Teses de mestrado - 2018
Ano:	2018
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	O processo de planeamento e gestão de redes elétricas em regiões isoladas (tipo ilhas), mesmo nos dias que correm, continua a enfrentar as problemáticas de garantia de segurança, fiabilidade e qualidade de abastecimento em padrões elevados, o que é aliado muitas vezes à falta de modernização da rede bem como da sua regulamentação face à crescente integração de geração dispersa no SEE. Na presente dissertação, numa primeira fase, recorrendo a uma ferramenta desenvolvida na plataforma comercial GAMS® e devidamente validada com resultados similares ao da REN é avaliada a capacidade de resiliência da rede elétrica da ilha de Santiago, através do balanço de potência em cada barramento, numa perspetiva de otimização do trânsito de energia cuja finalidade consistia na redução de perdas no sistema de transmissão. São abordados dois cenários operacionais da rede elétrica, o cenário A da atual configuração do SEE (a capacidade instalada e níveis de consumo atuais), e o cenário B que recorre aos estudos realizados pelas entidades governamentais para o horizonte 2020 que visa aumentar em 50% a capacidade renovável instalada e considera uma taxa de crescimento média anual (TCMA) de 7% do consumo na ilha. De referir ainda que na análise de ambos os cenários, teve-se em conta semanas típicas de consumo na ilha, nomeadamente a semana de fevereiro e agosto. De seguida é considerado a integração na rede elétrica da ilha, de uma central de dessalinização a osmose inversa, com o valor de capacidade instalada idêntico à da central existente na ilha, como forma de mitigação do “curtailment” das centrais renováveis (em especial da eólica). Esta adição aumenta a disponibilidade hídrica da ilha, aumenta capacidade de penetração das tecnologias renováveis, contribui para a solução da escassez de água potável na ilha e a regulação desse consumo adicional introduz uma forma indireta de armazenamento de energia no modelo sob a forma de água potável disponível.Com base na plataforma comercial GAMS®, parametrizado em Excel com o VBA® (Visual Basic for Applications), foi possível desenvolver um modelo matemático baseado no balanço de potência nos barramentos da rede que integra a central de dessalinização na rede elétrica da ilha. Para o cenário A na semana típica de consumo de Fevereiro obteve-se uma penetração de energia proveniente de fontes renováveis em cerca de 96% (4% de “curtailment”), com um aumento de 36% na capacidade instalada da dessalinização, que permitiu um excedente de 590 m³ de água potável na ilha. Já para a semana típica de consumo de Agosto a energia aproveitada das fontes renováveis foi na ordem dos 70% (30% de “curtailment”) para um aumento de 25% da produção de água potável, traduzindo num volume total de água armazenada de 3772 m³. No que diz respeito ao cenário B, na semana de fevereiro registou-se cerca de 88% de aproveitamento de energia “limpa” (12% de “curtailment”), tendo a central de dessalinização um aumento na ordem de 40% da capacidade instalada, obtendo-se um volume armazenado de 1934 m³, cerca de 3 vezes mais do que registado no período homólogo (cenário A). Na semana de agosto foi possível um aproveitamento de 73% de toda a energia produzida pelas renováveis (27% de “curtailment”), com aumento da capacidade instalada em 25%, idêntica ao mesmo período analisado no cenário A, porém com volume de água armazenada de 3589 m³.