Caracterização de consumos
Diagramas de carga
Cláudio Monteiro
Nuno Fidalgo
1
Diagramas de carga de consumidores
Para que servem?
Conhecer evolução (diária, sazonal, etc.) do consumo
dos diferentes tipos de consumidores
Contribuição para melhorar o desempenho da
previsão de carga
Estimação do diagrama de carga em PTs e
subestações – planeamento
Previsão de faturação
Definição da curva de consumo associada a cada
comercializador no mercado de energia
Auxiliar na determinação dos perfis de perdas
Definição de tarifas
Diagramas de carga de consumidores
Tipos de diagramas
Potência ou energia
Intervalos de tempo
Diários, semanais, mensais, etc.
Tipo de dia
Dia útil
Sábado
Domingo
Nível de agregação
Individuais (por consumidor)
Por PT
Por zona
Global nacional
Por nível de tensão, tipo, escalão, potência contratada
BT, doméstico, [0;1000]kWh/ano, 6.9 kVA
Reais, normalizados (diversos critérios) ou escalados
(diversas formas)
3Diagramas de carga
Exemplos de diagramas
Perdas mensais MT
4 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 :0 0 1 :1 5 2 :3 0 3 :4 5 5 :0 0 6 :1 5 7 :3 0 8 :4 5 1 0 :0 0 1 1 :1 5 1 2 :3 0 1 3 :4 5 1 5 :0 0 1 6 :1 5 1 7 :3 0 1 8 :4 5 2 0 :0 0 2 1 :1 5 2 2 :3 0 2 3 :4 5 M W Primavera/Verão Outono/InvernoDiagrama global
domésticos, dia útil
Diagramas de carga
Exemplos de diagramas
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Diagrama normalizado (1ª semana janeiro
2014
)
Diagramas de carga de consumidores
Fatores caracterizadores de diagramas
(
)
∑
=
=
24
1
i
2
max
i
i
24
/P
P
fp
max
i
med
i
P
P
fc
=
∑
=
cons
º
n
i
max
i
max
P
(rede)
P
fs
fator de contribuição
para a ponta
)
rede
(
P
)
rede
da
ponta
h
(
P
p
c
max
=
=
max
i
P
)
rede
da
ponta
h
(
P
fop
=
=
fator de ocupação da ponta
da rede
fator de perdas
Diagramas de carga de consumidores
Agregação de diagramas
Por tipo de consumidor
Por tecnologia de consumo
7
Diagramas de carga de consumidores
Agregação de diagramas
Por tipo de consumidor
Por tecnologia de consumo
Diagramas de carga
Obtenção dos diagramas
Campanha de medição
1.
Definição da amostra - seleção de consumidores a monitorizar;
2.
Obtenção das amostras – implementação dos diagramadores,
recolha de informação;
3.
Tratamento dos dados recolhidos.
Diagramas de consumidores
Diagramador (contador de base temporal 15 min a 60 min)
Registo do consumo da instalação
Moradia ou apartamento (consumidor doméstico) Fábrica (indústria)
Loja (comércio) Etc.
Diagramas por tecnologia de consumo
Diagramador (contador de base temporal 10 s a 2 min)
Caracterizar o diagrama de consumo típico de cada dispositivo
Iluminação, aquecimento, fogão, MLR, MLL, etc. (domésticos) Iluminação, motores, etc. (indústria)
Etc.
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Diagramas de carga de consumidores
Obtenção de diagramas
por consumidor
Análise estatística dosdados de faturação
Pressupostos: nº de categorias, nível de confiança, etc.
Média, variância, etc. dos consumos por estratos (nível de tensão, tipo, consumo, etc.)
Estratificação e amostragem aleatória dos consumidores
Filtragem de dados
Cálculo dos diagramas médios por mês, tipo de consumidor, tipo de dia Escalamento dos diagramas médios de
modo a satisfazer balanço energético
• BTN: 5 categorias a priori: Domésticos, Comércio, Indústria, Hotelaria e Outros
• Nível de confiança = 95%; Emáx= 5, 10, 15, 20%
Diagramas
Diagramas “limpos”
Diagramas médios da amostra
Diagramas característicos
Caracterização do consumo
Definição da amostra – por tipo e escalão de consumo
Escalões (kWh) Amostra Com diagrama Com diagrama e inquérito [50,1257] 55 36 30 [1258,2425] 51 48 47 [2426,3780] 25 52 51 [3781,202580] 160 146 140 Total 291 282 268 ] 50,7730] 101 78 73 [7731,25239] 20 34 33 [25242,59427] 10 17 17 [59470,284069] 15 16 16 Total 146 145 139 ] 50,9124] 215 183 164 [9125,31004] 22 25 25 [31010,72500] 10 12 12 [72520,320061] 15 16 16 Total 262 236 217 ] 50,15374] 73 56 55 [15375,32430] 17 30 30 [32434,61761] 13 21 21 [61784,215939] 10 10 10 Total 113 117 116 ] 50,2626] 86 77 74 [2627,9258] 51 53 53 [9259,17063] 12 36 35 [17065,864420] 141 112 112 Total 290 278 274 Total Geral 1102 1058 1014 Doméstico Comercio Outros Hotelaria Indústria 11
Diagramas de carga de consumidores
Resultados – exemplos de diagramas obtidos
12
MT Maio MU, por cons.
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 0 4 8 12 16 20 24 h P ( k W )
dia útil Sábado Domingo
Domésticos, dia útil, por grupo
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 4 8 12 16 20 24 h P ( G W )
Janeiro Fevereiro Março Abril
Maio Junho Julho Agosto
Setembro Outubro Novembro Dezembro
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0 4 8 12 16 20 24 h n o rm a li z a d o Total BTN SIMPLES Total BTN bi horario Total BTN tri horario-MU Total BTN tri horario LU
Diagramas de carga de consumidores
Tipos de diagramas
13 0 4 8 12 16 20 24 h E ( M W h ) 0 4 8 12 16 20 24 h E ( k W h ) D C I H OPor consumidor
Por grupo de consumidores
Diagramas de carga
Obtenção de diagramas
por dispositivo
Monitorização dos principais
dispositivos elétricos
In
q
u
é
ri
to
s
a
c
o
n
s
u
m
id
o
re
s
Diagramas de carga
Inquéritos – Taxas de posse
15 Escalões [50,1257] 1 20 6 4 27 28 9 15 20 3 2 8 0 [1258,2425] 3 41 2 6 46 45 28 27 41 9 0 17 1 [2426,3780] 13 47 21 23 51 50 36 41 44 19 4 29 1 [3781,202580] 41 129 91 94 135 137 112 122 127 72 29 88 12 Total 58 237 119 127 259 260 185 205 232 103 18 143 14 F e rr o e n g . F o rn o e lé c tr . C o z e lé c tr . M ic ro -o n d a s T e rm o -A c u m . Equipamento / electrodomésticos M á q s e c a r ro u p a M á q l a v a r ro u p a M á q l a v a r lo iç a E q . In fo rm a t. A u d io -v is u a is F ri g . e c o m b in . C o n g e -l a d o r A s p ir a -d o r
Ex: Domésticos
Diagramas de carga
Inquéritos – outras questões
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Tipos de lâmpadas usadas na iluminação, por sector
Tecnologias para aquecimento de águas
Outra formas de energia para além da elétrica
Dimensão e tipo de instalação
Número de habitantes (doméstico) ou de funcionários /
utilizadores (não-doméstico)
Diagramas de carga
Tratamento dos dados dos inquéritos
17 Comércio 2% 6% 7% 12% 29% 35% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Lareira Simples Aquec. Central Bomba de Calor Aquecedor a Gás Aquecedor a Óleo Termo-Ventilador Indústria 4% 8% 10% 16% 25% 40% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Lareira Simples Aquecedor a Gás Bomba de Calor Aquec. Central Termo-Ventilador Aquecedor a Óleo Hotelaria 2% 6% 8% 16% 26% 34% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Lareira Simples Termo-Ventilador Aquecedor a Óleo Aquecedor a Gás Bomba de Calor Aquec. Central Hotelaria 2% 7% 22% 23% 30% 33% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Acumulador de Calor Aquecedor a Gás Termo-Ventilador Bomba de Calor Aquec. Central Aquecedor a Óleo
Ex: Tecnologia de climatização
Diagramas de carga
Diagramas de carga
Diagramas reais por dispositivo
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Diagramas de carga
Diagramas médios por dispositivo
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por:
•
Tipo de dia
•
Tipo de
consumidor
•
Mês
•
Região
•
etc.
Diagramas de carga
Contribuição para a ponta
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Diagramas de carga
Diagramas de carga
Aplicação
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Ex: Estimação do diagrama de carga dum PT
Perfis normalizados (1 semana)
Diagramas de carga
Exemplo aplicação
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1. Para cada tipo: Perfis * consumo
2. Agregação dos diagramas de cada tipo.
90 250 1000 150
150 10 6 5
13500 2500 6000 750
Average consumption per capita per week (kWh) Numer of consumers per type Estimated energy per consumer type (kWh)
Diagramas de carga
Exemplo aplicação
25 90 250 1000 150 50 30 6 5 4500 7500 6000 750Average consumption per capita per week (kWh) Numer of consumers per type Estimated energy per consumer type (kWh)
90 250 1000 150
50 2 10 3
4500 500 10000 450
Average consumption per capita per week (kWh) Numer of consumers per type Estimated energy per consumer type (kWh)
Diagramas de carga
Diagramas de carga
Exemplo aplicação
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