EER Economia das Energias Renováveis -1-

EER – Economia das Energias Renováveis

M t d E

i R

á i (MERCEUS)

Mestrado em Energias Renováveis (MERCEUS)

Resolução do Despacho Económico

Resolução do Despacho Económico

usando o GAMS

usando o GAMS

usando o GAMS

usando o GAMS

Jorge Alberto Mendes de Sousa

Jorge Alberto Mendes de Sousa

Professor Coordenador

Professor Coordenador

Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa Webpage: pwp.net.ipl.pt/deea.isel/jsousa

Agenda

g

1. Enquadramento

2. Exemplo de aplicação

3. Programação em GAMS

Enquadramento

q

ƒ

_{O problema do Despacho Económico tem como objectivo calcular o}

perfil óptimo de produção de energia eléctrica (minimizando o custo

l d

d ã )

id

d di

í i

á i

é

i

total de produção) considerando disponíveis várias grupos térmicos

para satisfação de um dado consumo (carga).

ƒ

_{Cada grupo produtor tem limites técnicos de operação (e.g., potência}

mínima, potência máxima) e caracteriza‐se, do ponto de vista

económico, por uma função de custo.

económico, por uma função de custo.

ƒ

_{A resolução do problema do Despacho Económico pode ser efectuada}

com recurso ao GAMS para modelizar e resolver o problema de

com recurso ao GAMS para modelizar e resolver o problema de

minimização do custo total de produção com as restrições impostas

pelos limites técnicos de operação dos grupos térmicos e pelo balanço

entre a produção e a carga.

Exemplo de aplicação

ó

é

Despacho Económico de grupos térmicos

C₁(P₁) P₁ G₁ T1 B₁ Pcarga C₂(P₂) P₂ B₂ T₂ G₂ Cn(Pn) Pn G_n T_n B_n

∑

∑

∑

Exemplo de aplicação

ó

é

Despacho Económico de 3 grupos térmicos

C1 B1 T1 G1 P1

P

= 325 MW

Programação em GAMS

(1/4)

* DESPACHO ECONOMICO de grupos termicos de produção de

g

ç

( / )

g p p

* energia electrica

* Definicao dos conjuntos dos grupos e das suas caracteristicas Set i grupos produtores /1*3/ ;

Set carac caracteristicas dos grupos produtores /Pmin, Pmax, a, b, c/ ;

* Introducao dos dados dos grupos termicos: potencia mínima, potencia * maxima e parametros caracteristicos da funcao de custos a, b e c

bl d (i ) Table Dados(i,carac) Pmin Pmax a b c * MW MW € €/MW €/MW2 1 80 220 15 30 1 17 0 00145 1 80 220 15.30 1.17 0.00145 2 40 150 13.70 1.30 0.00163 3 25 90 10.30 1.48 0.00226

Programação em GAMS

(2/4)

* Definicao das variaveis a serem determinadas pelo modelo

g

ç

( / )

p Variables

P(i) potencia produzida pelo grupo i Custo custo total de producao

;

* Imposicao da potencia dos grupos como variavel nao negativa Positive variables P ;

* Assignacao dos limites superiores e inferiores dos grupos termicos (i) d (i " ")

P.up(i) = Dados(i,"Pmax") ; P.lo(i) = Dados(i,"Pmin") ;

* Identificacao das eq acoes c sto total (a minimi ar) e balanco * Identificacao das equacoes custo total (a minimizar) e balanco * entre a producao e a carga

Equations

EqCusto custo total de producao EqCusto custo total de producao

EqBalanco balanco entre a producao e a carga ;

Programação em GAMS

(3/4)

g

ç

( / )

q

EqCusto .. Custo =e= Sum(i, Dados(i,"a") + Dados(i,"b")*P(i) + Dados(i,"c")*Power(P(i),2)) ;

EqBalanco .. Sum(i,P(i)) =g= Carga ;

* Definicao do modelo DE - Despacho Economico Model DE /EqCusto, EqBalanco/ ;

* Instrucao para corrida do modelo ED usando

* programacao nao linear (NLP) por forma a minimizar a

* i l l (f bj i )

* variavel custo total (funcao objectivo) Solve DE using NLP minimizing Custo;

* Escrita no ficheiro lst dos res ltados * Escrita no ficheiro .lst dos resultados * relativos ao custo total (Custo.l)

* e da potencia de cada grupo (P.l) Display Custo l P l;

Programação em GAMS

(4/4)

* Definicao e determinacao do custo marginal e escrita dos principais

g

ç

( / )

g p p

* resultados em ficheiro externo .txt

* Determinacao do custo marginal de cada grupo (CM = C' = b+2*P) Parameter CMarg(i) custo marginal ;

CMarg(i) = Dados(i,"b") + 2*Dados(i,"c")*P.l(i) ;

* Abre ficheiro externo de texto

File output /C:\GAMS_out\Desp_Economico.txt/ ; put output ;

* l

* Escreve custo total

put "Custo total = ", put Custo.l, put /, put / ; * Escreve resultados de cada grupo

p t "Gr po Pmin Pma Potencia CMarginal" put "Grupo Pmin Pmax Potencia CMarginal", put / ;

loop(i, put i.tl, put Dados(i,'Pmin'), put Dados(i,'Pmax'), put P l(i) put CMarg(i); put /) ;

P.l(i), put CMarg(i); put /) ; * Fecha ficheiro

Exercícios de aplicação

1.

Usando as características dos grupos térmicos do exemplo apresentado,

p

ç

g p

p

p

,

efectue o despacho económico (usando o GAMS) para uma carga de:

i.

325 MW

200 MW

450 MW

450 MW

2.

Comente os resultados obtidos tendo em consideração os custos

marginais de cada grupo e a sua potência relativa aos seus limites de

marginais de cada grupo e a sua potência relativa aos seus limites de

operação com vista a concluir que o resultado obtido em cada alínea é o

óptimo do problema do despacho económico.

3.

Introduza um novo grupo térmico com as características que achar

adequadas por forma a que nas condições do exercício 1.i. todos os três

i i

i fi

f

i

à

tê i

í i