Resultados Computacionais

Na primeira parte desta secção será feita uma análise de cenários distintos de distribuição de energia eólica. Para este fim será feita a simulação do dia em questão aplicando os casos descritos no início do presente capítulo.

As potências representadas graficamente têm os seus valores em [ ]. Já os custos de operação estão representados em [ ].

As Figuras representadas nesta secção são constituídas por blocos de três imagens referentes aos casos 1, 2 e 3. Os casos 4 e 5 não terão representação gráfica pois esta é muito semelhante aos análogos casos 2 e 3.

1º Cenário

Na primeira situação aqui analisada há uma produção significativa do gerador eólico (gerador 3) durante o período vazio, contrastando com o período de ponta em que a geração do mesmo é bastante reduzida.

Analisando a Figura 4.4 (b) e (c), e seguindo o mesmo raciocínio do capítulo 3.3, como no período de vazio a energia eólica prevista é elevada, a satisfação do consumo fica assegurada com um gerador térmico e um eólico, sendo assim desligado o gerador mais caro (gerador 1).

(a)

(b) (c)

Figura 4.4 – Evolução das potências activa e reactiva geradas: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

(b) (c)

Figura 4.5 – Evolução temporal das potências activa e reactiva total geradas e da carga global: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

(a)

Figura 4.6 – Evolução temporal do custo total de operação: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

Da análise da Figura 4.6 verifica-se que a inclusão de um gerador eólico reduz o custo de operação no período do vazio, no entanto fora do mesmo existem pontos em que o facto de existir geração eólica aumenta o custo.

É então relevante analisar o custo médio diário nas três situações:  Caso 1: ;

 Caso 2: ;  Caso 3: ;

Como podemos verificar, a diferença entre o custo médio dos casos 1 (sem gerador eólico) e 3 (gerador eólico com custo de ) é pouco significativa. Verifica-se que nas simulações realizadas nas quais existem cenários de vento idênticos, por diversas ocasiões o custo médio de produção é mais elevado quando se tem um gerador eólico com o custo referido (Caso 3).

(a) (b)

Figura 4.7 – Evolução temporal da potência eólica prevista (rosa), disponível (azul) e útil (verde): (a) caso 2; (b) caso 3.

Na Figura 4.7 é analisada a diferença entre a potência prevista, disponível e útil referente ao gerador eólico (gerador 3). Na Figura 4.7 (a), correspondente à situação em que temos o referido gerador com o custo mais reduzido, toda a potência disponível é despachada, o que não se verifica no situação em que o custo é mais elevado (Figura 4.7 (b)), pois no período de vazio já não é economicamente viável utilizar toda a potência eólica disponível.

2º Cenário

No segundo caso aqui exposto, por oposição ao que se verifica no primeiro cenário, existe mais potência eólica disponível no período de ponta em relação ao vazio. Esta situação, considerando a geração eólica mais barata que a térmica, é a ideal para os SEE, pois é possível desactivar geradores mais caros se a satisfação do consumo for assegurada, tal como acontece no presente exemplo em que o gerador 1 é desligado entre as 16h e as 21h.

(a)

(b) (c)

(a)

(b) (c)

Figura 4.9 – Evolução temporal das potências activa e reactiva total geradas e da carga global: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

Como se pode verificar na Figura 4.10, ambas as imagens onde existe geração eólica apresentam custos mais reduzidos em relação ao caso 1 (três geradores térmicos) em toda a gama de valores. É importante realçar que quando se tem a produção eólica com o custo reduzido (Figura 4.9 (b)) e o gerador mais caro desligado há uma redução significativa do custo.

No que diz respeito ao despacho da energia eólica, analisando as imagens da Figura 4.11 retiram-se as mesmas conclusões do cenário anterior.

(a)

(b) (c)

Figura 4.10 – Evolução temporal do custo total de operação: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

(b) (c)

Figura 4.11 – Evolução temporal da potência eólica prevista (rosa) disponível (azul) e útil (verde): (a) caso 2; (b) caso 3.

3º Cenário

Depois de serem apresentadas situações em que existiam níveis elevados de produção eólica ou na ponta ou no vazio, é agora analisada uma situação em que durante todo o dia essa mesma produção é predominante em relação aos restantes geradores e aproximadamente estável.

Como se pode verificar na Figura 4.12 o gerador mais caro é desactivado nos períodos em que o consumo é mais elevado (Figura 4.13), sendo que no período de vazio aproximadamente 80% da geração fica entregue ao gerador eólico.

(a)

(b) (c)

(a)

(b) (c)

Figura 4.13 – Evolução temporal das potências activa e reactiva total geradas e da carga global: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

Analisando os custos totais de operação da Figura 4.14, e comparando as imagens correspondentes aos casos 1 (só geração térmica) e 3 (gerador eólico com custo competitivo), verifica-se novamente que no vazio a diferença do custo é pouco significativa. No entanto no período restante verificam-se custos mais elevados na primeira situação. Isto deve-se ao facto de as curvas com que foram modelados os geradores térmicos serem quadráticas, fazendo com que a partir de um determinado ponto este tipo de tecnologia seja menos económica do que a eólica (custos lineares).

(a)

(b) (c)

Figura 4.14 – Evolução temporal do custo total de operação: (a) caso 1; (b) caso 2; (c) caso 3.

Figura 4.15 – Evolução temporal da potência eólica prevista (rosa) disponível (azul) e útil (verde) : (a) caso 2; (b) caso 3.

Por fim, na Figura 4.16 analisa-se graficamente a alteração a nível da produção do gerador eólico quando não são aplicadas penalizações de estimação do vento (casos 4 e 5).

Como se pode verificar na Figura 4.16, o facto de não existir a penalização referente ao não aproveitamento de toda a potência eólica disponível (Figura 4.16 (b)), leva a um menor aproveitamento da mesma. Este facto leva a que, na maioria das situações, haja um custo de operação menor quando não são aplicadas penalizações associadas ao vento, como se poderá constatar no capítulo seguinte.

(a) (b)

Figura 4.16 – Evolução temporal da potência eólica prevista (rosa) disponível (azul) e útil (verde) com penalidades ((a)) e sem penalidades ((b)): (a) caso 3; (b) caso 5.