Tabela 2.1: Benefícios DR nas redes em operação(adaptado de [37]) Operação
Transmissão e Distribuição Aliviar o congestionamento; Menos interrupções; Redução das perdas; Simplificação na operação Geração
Redução da energia nos períodos de pico; Redução dos custos; Redução das emissões poluentes; Facilita o equilíbrio entre produção e consumo; Aumento da fiabilidade
Procura
Clientes mais conscientes dos custos; Possibilidade de melhorar os serviços e receber incentivos; Oportunidade de reduzir faturas elétricas
Tabela 2.2: Benefícios DR nas redes em expansão (adaptado de [37]) Expansão
Transmissão e Distribuição Adiar o investimento na expansão da rede Aumentar a fiabilidade a longo prazo Geração Maior integração de recursos renováveis Procura Tomada de decisão com maior consciência
do consumo e custos
2.5
Mercados de energia com integração de renováveis e recursos DR
O processo de desregulamentação do setor elétrico surgiu com o objetivo de melhorar a prestação de serviços, enfrentando as incertezas do mercado, tais como a variação do preço dos combustíveis, a disponibilidade dos produtores e a variação na procura. Foi através deste processo que ocorreu uma alteração na organização e gestão dos sistemas de energia, dando-se a desverticalização do setor e a transformação de um mercado monopolista para um mercado competitivo [48].
Deste modo, no mercado elétrico de energia de hoje em dia, é possível comercializar energia de duas formas distintas. Por um lado tem-se os Contratos Bilaterais em que duas partes, fornecedor e comprador de energia, acordam mutuamente os pormenores (preço, quantidade, qualidade) de uma transação cujo pagamento e entrega da energia só se efetuará numa data futura. Isto é, o acordo é efetuado antecipadamente sendo o preço fixado nessa altura e consequentemente não estará sujeito a variações [49].
Por outro lado, existe o Pool Elétrico no qual o ISO determina o despacho ótimo para cada meia hora ou hora do dia seguinte, resultante de acordos entre as ofertas de compra e as ofertas de venda. Dentro do Pool Elétrico, existem dois momentos distintos de comercialização de energia: o mercado do dia seguinte e o mercado de equilíbrio, onde vários vendedores e compradores participam.
Em ambos os mercados, os fornecedores de energia fazem as suas propostas de venda e os consumidores apresentam as suas propostas de compra. O operador do sistema combina ambas as propostas e constrói curvas agregadas de venda e compra. A interseção dessas mesmas curvas origina o preço marginal do sistema que corresponde ao valor pago pela energia negociada.
O que distingue o mercado do dia seguinte do mercado de equilíbrio é o momento em que ocorre cada um deles, o mercado do dia seguinte acontece um dia antes da entrega de energia enquanto o Mercado de Equilíbrio acontece uns minutos antes da entrega de energia (tempo real), com o principal objetivo de manter o sistema em equilíbrio constante com os devidos níveis de qualidade e segurança. O Mercado de Equilíbrio corresponde à última oportunidade de equilibrar a produção e o consumo [50].
Com a integração das energias renováveis nos mercados elétricos de energia e o potencial aumento de flexibilidade do sistema, faz com que ocorra uma transição na abordagem deste tipo de problemas. Uma vez que a natureza das energias renováveis está dependente das condições climatéricas, a produção de energia proveniente deste tipo de geração torna-se incerto e difícil de prever. Por esta razão, ocorre a transição das abordagens determinísticas para abordagens de natureza estocástica [51].
Além disso, ao contrário das unidades convencionais, a geração de energia através de fontes renováveis é caraterizada pela não-despachabilidade e por esta razão é necessário recorrer a previsões de forma a agendar as unidades que irão fornecer a energia. No entanto, as renováveis tem prioridade em relação às unidades convencionais uma vez que o preço é mais baixo. Uma vez mais, são necessárias abordagens de natureza estocástica para lidar com a incerteza caraterística das renováveis, visto que as abordagens determinísticas apenas são úteis quando a quantidade de energia para o dia seguinte é conhecida.
Neste tipo de abordagens estocásticas são utilizados modelos de otimização, tais como SCUC pois facilitam o processo de tomada de decisão no agendamento e despacho dos recursos elétricos. Para além de conseguirem lidar com a incerteza associada às renováveis, também são capazes de gerir as variações do lado da procura e as falhas dos componentes do sistema [52, 53].
De facto, a produção de energia através de fontes renováveis como a energia eólica é preferível às unidades convencionais, contudo para se conseguir um fornecimento de energia contínuo, sem interrupções, é necessário recorrer a este tipo de geradores convencionais. Estes geradores são requisitados de forma a manter a segurança do sistema e salvaguardar o sistema contra as flutuações do vento durante o tempo real de operação do sistema.
Para alcançar tais objetivos, é necessário requisitar uma quantidade significativa de energia antecipadamente, denominada de reserva [54]. O objetivo da reserva é de compensar os desvios de produção e variações no consumo de eletricidade, de forma a manter a continuidade de serviço e evitar as perturbações do sistema. A aquisição e agendamento da reserva implica que o sistema opere com um nível menor do que a sua capacidade máxima, enquanto o seu uso se traduz normalmente num redespacho das unidades comprometidas anteriormente no mercado do dia seguinte, no corte voluntário das cargas e/ou no rápido arranque de geradores extra, de forma a cobrir as falhas no fornecimento em tempo real.