Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia - Apresentação da Dissertação de Mestrado - “ Metodologias de Resolução de Congestionamentos: Rede Ibérica de Transporte de Electricidade ” Aluno: Pedro Miguel Torres Orientador: Professor Dr. José Sucena Paiva Co-Orientadores: Eng.ª Maria João Rodrigues Eng.º Rui Nóbrega Pestana

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Liberalização do Mercado Europeu de Electricidade Aumento da eficiência global do sector eléctrico e Directivas 96/92 e 2003/54 Consequências Múltiplas, mas... Variabilidade da localização das injecções de potência Limites Rede de Transporte (Copper Plate) Congestionamentos Objectivo: Estudo de metodologias de resolução de congestionamentos nas linhas de interligação da Rede Ibérica de Transporte de Electricidade, em ambiente de mercado (MIBEL), na fase de planeamento de operação.

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Metodologias Leilão Alteração da Topologia da Rede 1 Operador de Sistema 2 ou + Operadores de Sistema Medidas de Redespacho Sem Alteração do Programa de Interligação Interno Coordenado Com Alteração do Programa de Interligação Redespacho Conjunto Transfronteiriço Comércio Inverso Limitação das Transacções Transfronteiriças Separação de Mercado Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Critérios (Reguladores Europeus do Sector Eléctrico, 2001) Justiça e não discriminação Pelo mesmo serviço, dois utilizadores devem pagar o mesmo preço e ser tratados de igual forma. Eficiência económica O comportamento dos diversos agentes deve conduzir à solução final óptima, através de incentivos apropriados. Transparência e não ambiguidade A metodologia e a sua implementação devem ser claras para todos os participantes e devem ser robustas face a tentativas de manipulação do mercado. Exequibilidade A gestão de congestionamentos deve ser sempre possível, pois trata-se de um aspecto chave na segurança do sistema. Compatibilidade com diversos tipos de comércio e contratação Ofertas no mercado spot, contratos bilaterais físicos de curto e longo prazos. Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões LeilãoAlteração da Topologia Redespacho sem alteração Redespacho conjunto Limitação de transacções Separação de mercado Justiça e não discriminação Sim Depende da regra Sim Eficiência económica Sim NãoSim Transparência e não ambiguidade Sim Exequibilidade Elevada coordenação SimPrática existenteElevada coordenação SimRequer bolsa Compatibilidade comércio e contratação Sim Difícil Gestão Âmbito Âmbito Força Limitado Limitado Maior

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Ofertas de Compra e Venda Day Ahead Congestion Forecast (DACF)DACF Portugal: 400 kV, 220 kV, 150 kV Espanha: 400 kV, 220 kV Interligações actuais + SAL-CTL2 e SAQ-BAL Cenários: Ponta e Vazio de Verão e Inverno do ano 2003 Rede Ibérica de Transporte de Electricidade Hídrica (PT, ES): Previsão + 10 cent € / kWh Térmica (ES): Oferta ao mercado Térmica (PT): Oferta = ( Custo Produção +  x ) / K Congestionamentos Separação de Mercado Redespacho Conjunto Trânsito de Energia Optimizado (OPF)OPF Metodologia N.º de geradores afectados pela metodologia (simplicidade e rapidez) Variação imposta no programa de interligação (simplicidade e rapidez) Custo real de utilização (preço de oferta) (custo) Critérios Ofertas de produção (Portugal) Ofertas de produção (Espanha) Bolsa Ibérica Consumo Ibérico (Fixo)

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Resultados N.º de geradores Custo [€] |  Prog.Interl.| [MW] Ponta de Inverno Separação de Mercado Redespacho Conjunto Vazio de Inverno Separação de Mercado Redespacho Conjunto Ponta de Verão Separação de Mercado * Redespacho Conjunto ** Vazio de Verão Separação de Mercado Redespacho Conjunto * Carácter fronteiriço ** Carácter global

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Procedimento adoptado deve: Fornecer os sinais económicos apropriados para os agentes; Corresponder ao perfil de risco dos agentes; Não vitalício; Reconhecer os impactos que geração e consumo em diferentes locais provocam, em diferentes instantes de tempo. Modelo Flexível: Este modelo conjuga as metodologias de leilão, redespacho conjunto e separação de mercado. Os operadores de sistema colocam à disposição dos agentes uma Capacidade de Interligação Garantida (CIG) que garantem recorrendo, sempre que necessário, ao redespacho conjunto. Uma parte desta capacidade pode ser atribuída através da realização de leilões enquanto a outra parte, bem como a capacidade não atribuída no leilão, é disponibilizada para utilização no mercado diário, recorrendo-se ao método de separação de mercado sempre que surjam congestionamentos na interligação. (REN+REE, Hipótese de partida)

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia FIM

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Aumento da Eficiência do Sector Eléctrico Directiva 96/92 Normas relativas a: Produção (competição), transporte e distribuição de electricidade (monopólios regulados); Organização e funcionamento do sector; Acesso ao mercado e exploração das redes;... Objectivos: Racionalizar a produção, o transporte e a distribuição de electricidade; Reforçar a segurança de abastecimento, a competitividade da economia europeia e a protecção do ambiente; Favorecer a interligação e a interoperabilidade das redes. Directiva 2003/54 Objectivos: Os anteriores e... acelerar a abertura do mercado interno. Direitos: Escolha do fornecedor, por parte de todos os consumidores (Julho de 2007); Acesso às redes, por parte de todos os agentes, mediante pagamento de tarifas reguladas; Liberdade de estabelecimento dos produtores. Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Variabilidade da localização das injecções de potência Aumento do comércio transfronteiriço Geração a partir de fontes renováveis Diferente natureza do trânsito de energia dificulta a previsão } Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Limites da Rede de Transporte Temperatura de projecto T  I P  I Uma sobrecarga consiste numa elevação da temperatura dos equipamentos, para além da temperatura de projecto. Consequências: deterioração do isolamento, aumentando vulnerabilidade a curto-circuitos; perda de resistência das almas de aço que suportam o esforço mecânico dos condutores. Prevenção de sobrecargas na rede... e eliminação rápida e eficaz. Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Leilão Cada participante no mercado oferece um preço pelo uso da capacidade de interligação. As ofertas dos participantes são ordenadas de acordo com o seu valor, até que a potência contratada iguale a capacidade de interligação. VantagensDesvantagens Eficiência económica, uma vez que as ofertas reflectem exactamente o valor atribuído pelos agentes à capacidade de interligação Não produz incentivos com vista ao aumento da capacidade de interligação disponível Permite a integração de contratos de longo prazo, bilaterais físicos e de um sistema de bolsa Não garante utilização de toda a capacidade de interligação disponível

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Alteração da Topologia da Rede Consiste na modificação da topologia da rede por via da adopção de medidas que compreendem, por exemplo, abertura ou fecho de disjuntores, ajuste das tomadas de autotransformadores desfasadores, operação radial de linhas de interligação. Na alteração topológica envolvendo mais que um operador de sistema os meios ao dispor são em maior número. VantagensDesvantagens Baixo custo de aplicaçãoMetodologia com âmbito de aplicação limitado Simplicidade e relação causa-efeitoNão produz incentivos para o reforço da capacidade de interligação Compatibilidade com qualquer desenho de mercado

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Próximo Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Medidas de Redespacho sem alteração do programa de interligação Os congestionamentos são resolvidos modificando o padrão de geração e/ou consumo de um subconjunto de geradores e/ou consumidores. No redespacho coordenado existem mais recursos que no redespacho interno (mais ofertas). VantagensDesvantagens Mantém o programa de interligaçãoNão produz incentivos para o reforço da capacidade de interligação Garante utilização de toda a capacidade de interligação disponível Traduz-se em sobrecustos Compatibilidade com contratação bilateral e a prazo Não aplicável quando o trânsito excede a capacidade de interligação disponível Garante o mesmo preço nas áreas de controlo

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Medidas de Redespacho com alteração do programa de interligação Eliminação do congestionamento à custa de um aumento de geração total numa área e de um decréscimo de geração, em igual valor, na outra área. Redespacho conjunto transfronteiriço: Decisão de quais os geradores/consumidores a afectar suportada por uma ferramenta de optimização (OPF). Ofertas de preço feitas para variar a potência injectada num determinado nó da rede. Comércio inverso: igual mas... ofertas ao mercado. Limitação das transacções transfronteiriças: Acordos transfronteiriços que afectem o congestionamento são reduzidos, de acordo com critérios estabelecidos. Redespacho conjunto transfronteiriço + responsabilidade financeira para detentores de contratos transfronteiriços + mecanismo de limitação. Próximo

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Medidas de Redespacho com alteração do programa de interligação VantagensDesvantagens Total utilização da capacidade de interligaçãoSobrecusto Compatibilidade com contratação bilateral e a prazo Não emite sinais para os agentes Solução técnico-económica óptima

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões Separação de Mercado As diversas áreas geográficas são definidas em função dos congestionamentos verificados e, em cada área, é definido um novo preço. As áreas calculam o preço local baseando-se apenas na curva local da oferta e da procura, limitando os trânsitos entre as diversas áreas à capacidade das linhas que as interligam. VantagensDesvantagens Produção de sinais de preço para todos os participantes Dificuldade de implementação em larga escala Completa utilização da capacidade de interligação Diferenciação de preços – Fragilidade do mercado Renda decorrente da diferença de preçosDificuldade em integrar contratos bilaterais e a prazo

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões DACF Em resposta ao desenvolvimento do mercado eléctrico, os operadores de sistema da UCTE desenvolveram um sistema de troca de informação, designado DACF. O sistema baseia-se na partilha de previsões, em intervalos regulares, com informação a incidir sobre a topologia da rede e sobre a configuração física da geração e consumo do sistema. A informação recolhida por via deste sistema permite a cada operador prever o estado físico da sua própria rede, de forma coerente com as transacções acordadas, mas sem se limitar a estas. Esta metodologia foi adoptada por todos os 35 membros da UCTE, em 21 países europeus.

Julho de 2004Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia Voltar Enquadramento e Objectivo Metodologias e Critérios AbordagemResultados e Conclusões O Trânsito de Energia Optimizado consiste num modelo analítico que, de forma automática, modifica determinadas variáveis de controlo no sentido de determinar a melhor solução de acordo com uma medida de performance quantitativa pré-definida [1]. O resultado é atingido por via da resolução de um problema de optimização, cujo objectivo é definido como uma combinação de funções objectivo e de restrições a satisfazer. Concretizando, o algoritmo do trânsito de energia optimizado resolve um problema não linear que assume a seguinte forma: Minimizar f (x,y) Sujeito a:restrições de igualdade e restrições de desigualdade [1] Designada por função objectivo. Separação de Mercado : limitar o trânsito total nas interligações a um valor sucessivamente menor até que os congestionamentos desapareçam. Em cada iteração define-se como função objectivo a minimização dos custos de combustível e não se impõem restrições físicas à solução, com excepção do trânsito entre áreas de controlo. Desta forma garante-se que, no final, se obtém uma solução que apenas atende a aspectos de ordem económica, mas limitada pelo trânsito total na interligação, por forma a que o congestionamento seja eliminado. Redespacho Conjunto : impor como restrição o limite máximo de potência nas várias linhas da rede Ibérica, em particular nas linhas de interligação, adoptando como função objectivo a minimização do custo do combustível.