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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
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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
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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)
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Previsão da produção eólica
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Previsão da produção eólica
Exemplos de modelos e suas características
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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
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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)
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Previsão da produção eólicaModelos NWP
Previsão do modelo MM5 - dia 12/11/2004 Montalegre
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Previsão da produção eólicaPerformance dos modelos de previsão
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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
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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) +...
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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
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Previsão da produção eólicaCaracterização da produção nacional
Probabilidade de produção eólica em Portugal (dados do INEGI)
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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
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Previsão da produção eólicaCaracterização da produção nacional
Variação da velocidade do vento em Portugal em períodos de 12 h (dados do INEGI)
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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)