A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

- 1 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico de Grupos Térmicos de Produção de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "- 1 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico de Grupos Térmicos de Produção de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de."— Transcrição da apresentação:

1 - 1 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico de Grupos Térmicos de Produção de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa MEN - Mercados de Energia Mestrado em Engenharia Electrotécnica

2 - 2 - Agenda ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Enquadramento 2.Fundamentos técnicos e económicos da produção de energia eléctrica 3.O Despacho Económico: Formulação e solução do problema 4.Exemplos de aplicação

3 - 3 - Enquadramento ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico O despacho económico tem como objectivo calcular o perfil óptimo de produção de energia eléctrica considerando disponíveis várias centrais térmicas para satisfação de um consumo dado Pretende-se minimizar o custo total de produção Cada central possui limites técnicos de operação e caracteriza- se do ponto de vista económico por uma função de custo É necessário satisfazer um dado consumo conhecido durante um determinado período de tempo A resolução do problema implica conhecimentos técnicos, económicos e matemáticos (optimização com restrições)

4 - 4 - Agenda ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Enquadramento 2.Fundamentos técnicos e económicos da produção de energia eléctrica 3.O Despacho Económico: Formulação e solução do problema 4.Exemplos de aplicação

5 - 5 - Fundamentos técnicos Produção por tecnologia em Portugal: 2001-2010 ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Fonte: REN

6 - 6 - Fundamentos técnicos Central Hidráulica ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

7 - 7 - Fundamentos técnicos Central Térmica: Carvão, fuel ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

8 - 8 - Fundamentos técnicos Central de Ciclo Combinado ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

9 - 9 - Fundamentos técnicos Central Nuclear ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

10 - 10 - Fundamentos económicos Relação entrada/saída ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Turbina P GT B Aux CaldeiraAlternador Serviços Auxiliares H H : Potência térmica de entrada P : Potência eléctrica de saída a, b, c : Parâmetros característicos do grupo

11 - 11 - Fundamentos económicos Custo de produção relativo ao combustível ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa C : Custo de produção F : Custo do combustível

12 - 12 - Fundamentos económicos Custo marginal de produção ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

13 - 13 - Fundamentos económicos Custo médio de produção ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

14 - 14 - Agenda ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Enquadramento 2.Fundamentos técnicos e económicos da produção de energia eléctrica 3.O Despacho Económico: Formulação e solução do problema 4.Exemplos de aplicação

15 - 15 - Despacho Económico Formulação do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa...... Pcarga C1(P1)C1(P1)P1P1 G1G1 T1T1 B1B1 C2(P2)C2(P2)P2P2 Cn(Pn)Cn(Pn)PnPn GnGn TnTn...... BnBn...... B2B2 T2T2 G2G2 s.a

16 - 16 - Despacho Económico Optimização com restrições ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa f : E n E - função objectivo g i : E n E - funções de restrição n : número variáveis de decisão m 1 : número de restrições de maior ou igual a zero m : número total de restrições

17 - 17 - Despacho Económico Teorema de Kuhn-Tucker ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Considere se o problema de programação não linear em que f(x), g i (x) e h i (x) são funções diferenciáveis. KT1 : KT3 : Se x* é solução óptima do problema Então verificam se as seguintes três condições: KT2 : e Existem multiplicadores tais que

18 - 18 - Despacho Económico Solução do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa As condições de Kuhn-Tucker para este problema são dadas por: Existem multiplicadores e KT1 : KT2 : KT3 :

19 - 19 - Despacho Económico Solução do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1)00 2)0+ 3)+0 4)++ Quatro combinações possíveis para os multiplicadores: 1.Nenhuma 1.Nenhuma restrição activa 2.Restrição 2.Restrição activa para P max 3.Restrição 3.Restrição activa para P min 4.Ambas 4.Ambas as restrições activas

20 - 20 - Despacho Económico Solução do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa = = 0 1.Nenhuma restrição activa 2.Restrição activa para P max 3.Restrição activa para P min 4.Ambas as restrições activas KT3 : 1)00 2)0+ 3)+0 4)++

21 - 21 - Despacho Económico Solução do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Nenhuma restrição activa 2.Restrição activa para P max 3.Restrição activa para P min 4.Ambas as restrições activas 1)00 2)0+ 3)+0 4)++ KT2 : KT3 : > 0, = 0

22 - 22 - Despacho Económico Solução do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Nenhuma restrição activa 2.Restrição activa para P max 3.Restrição activa para P min 4.Ambas as restrições activas 1)00 2)0+ 3)+0 4)++ KT2 : KT3 : = 0, > 0

23 - 23 - Despacho Económico Solução do problema ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Nenhuma restrição activa 2.Restrição activa para P max 3.Restrição activa para P min 4.Ambas as restrições activas 1)00 2)0+ 3)+0 4)++ KT2 : > 0, > 0 Impossível

24 - 24 - Despacho Económico Solução do problema: Resumo ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa e e e 1)00 2)0+ 3)+0 4)++ Impossível 1.Todos 1.Todos os grupos têm o mesmo custo marginal 2.O 2.O custo marginal de um grupo pode ser inferior ao dos restantes desde que esteja aa aa P max 3.O 3.O custo marginal de um grupo pode ser superior ao dos restantes desde que esteja aa aa P min

25 - 25 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico Solução do problema 3ª condição de Kuhn – Tucker: 1) Nesta situação o grupo i não tem necessariamente restrições activas e funciona com o custo marginal do sistema () 2) Nesta situação a restrição de limite máximo do grupo i está activa uma vez que o multiplicador respectivo assume um valor positivo. Assim, o custo marginal do grupo i pode ser inferior ao custo marginal do sistema () 3) Nesta situação a restrição de limite mínimo do grupo i está activa uma vez que o multiplicador respectivo assume um valor positivo. Assim, o custo marginal do grupo i pode ser superior ao custo marginal do sistema ()

26 - 26 - Agenda ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1.Enquadramento 2.Fundamentos técnicos e económicos da produção de energia eléctrica 3.O Despacho Económico: Formulação e solução do problema 4.Exemplos de aplicação

27 - 27 - Aplicação Grupo i P min [MW] P máx [MW] C i (P i ) [c/kWh] 18022015.3 + 1.17 P 1 + 0.00145 P 1 2 24015013.7 + 1.30 P 2 + 0.00163 P 2 2 3259010.3 + 1.48 P 3 + 0.00226 P 3 2 ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Pcarga C1C1P1P1 G1T1 B1 C2C2P2P2 G2T2 B2 C3C3P3P3 G3T3 B3

28 - 28 - Aplicação #1 P carga = 325 MW ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

29 - 29 - Aplicação #1 P carga = 325 MW ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

30 - 30 - Aplicação #2 P carga = 200 MW ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

31 - 31 - Aplicação #2 P carga = 200 MW ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

32 - 32 - Aplicação #3 P carga = 450 MW ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

33 - 33 - Aplicação #3 P carga = 450 MW ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

34 - 34 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1. Considere um parque térmico constituído por três grupos cujas características são apresentadas na tabela seguinte: Considere ainda que o custo de combustível para cada um dos grupos é: F 1 = 1,1 /MBtu, F 2 = 1,0 /MBtu, F 3 = 1,0 /MBtu. Efectue o despacho económico para uma carga de 850 MW. 2. Supondo que o custo de combustível do grupo 1 (F 1 ) passa a ser de 0,9 /MBtu, efectue novamente o despacho económico para a mesma carga. 3. Efectue novamente o despacho económico dos três grupos, considerando agora que o custo de combustível do grupo 2 (F 2 ) aumentou para 1,15 /MBtu (o do grupo 1 é 1,1 /MBtu) e que a carga aumentou para 1050 MW. Exercícios de aplicação Grupo i P min [MW] P máx [MW] H i (Pi) [MBtu/h] 1 150 600510 + 7.2 P 1 + 0.00142 P 1 2 2100400310 + 7.85 P 2 + 0.00194 P 2 2 35020078 + 7.97 P 3 + 0.00482 P 3 2

35 - 35 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 1. 2. 3. Exercícios de aplicação (solução)

36 - 36 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico de Grupos Térmicos de Produção de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de Sousa Professor Coordenador Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa MEN - Mercados de Energia Mestrado em Engenharia Electrotécnica


Carregar ppt "- 1 - ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Despacho Económico de Grupos Térmicos de Produção de Energia Eléctrica Jorge Alberto Mendes de."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google