Caracterização da Variabilidade da Produção Renovável

Com o desenvolvimento desta dissertação pretendia-se rever alguns métodos de análise e caracterização da variabilidade da produção de energia elétrica, dando especial destaque à variabilidade imposta pela introdução de energias renováveis no sistema elétrico nacional, e também rever métodos que permitissem quantificar a flexibilidade disponibilizada pelo sistema. Como tal, os objetivos foram concretizados, tendo sido testados alguns métodos de caracterização da variabilidade e flexibilidade a dados do sistema elétrico português, de forma a ser possível comparar as necessidades de flexibilidade impostas ao sistema pela variabilidade, tanto da carga como da geração renovável, com os recursos de flexibilidade que o sistema detém para lidar com essa variabilidade.

Como foi explicitado, existem várias vertentes na análise da variabilidade e devem ser consideradas diferentes escalas temporais na sua análise. Quando se consideram intervalos temporais pequenos a variabilidade dentro desses intervalos apresentou-se, como seria de esperar, menor que nos casos onde se consideram intervalos temporais maiores. No caso da variabilidade das fontes de energias renováveis, a principal causa desta é a natureza estocástica do recurso endógeno à geração, o que também torna este tipo de fontes pouco controláveis. As características de variabilidade são também distintas para as diversas fontes, tendo sido nesta dissertação focada a produção eólica. A produção eólica apresenta grande variabilidade em praticamente qualquer escala temporal. Já a carga varia de forma relativamente uniforme e sazonal. A variabilidade da carga líquida encaixa valores intermédios aos valores da produção eólica e da carga. Também se verificou que a produção eólica tem maiores desvios quando o nível médio de produção é ocupa valores intermédios e à medida que a potência eólica média aumenta a gama de oscilações vai diminuindo.

A análise estatística do histórico de séries de produção eólica é um método comprovado de obter conclusões acerca da variabilidade deste tipo de geração em determinado sistema.

Conclui-se também que a qualidade das previsões tem um papel extremamente importante na integração de energias renováveis.

As características de cada tipo de energia renovável integrado assim como a sua agregação determinam a frequência de ocorrências de grandes variações na sua produção e a sua previsibilidade.

Para a análise de requisitos de flexibilidade, a variável mais relevante é a carga líquida, cuja magnitude de variabilidade pode ser acentuada pelo grau de correlação entre a carga e a geração variável. Com a integração de energias renováveis o sistema em causa deve saber utilizar os seus recursos de forma ótima para responder ao grau de variabilidade que é introduzida e pode até ser necessária a expansão destes recursos.

No contexto da flexibilidade, também se verificou que esta é determinada por diversos parâmetros. A flexibilidade de um sistema está dependente da flexibilidade que cada recurso desse sistema consegue fornecer. Existem recursos que constituem fontes de flexibilidade, nomeadamente a geração convencional presente no sistema, dispositivos de armazenamento e a capacidade de gestão do lado da carga. A geração convencional constitui a principal fonte de flexibilidade pelo que foi a componente tida em análise nos testes realizados. Para esta análise as características das centrais são determinantes, como as suas ramp rates nominais, potências máximas e níveis mínimos de funcionamento.

Existem vários fatores que restringem a flexibilidade de um sistema, como por exemplo os tempos mínimos de paragem e de funcionamento de determinadas centrais. Para além disso, a rede de transmissão também pode constituir uma limitação à flexibilidade se se demonstrar insuficiente para transportar a energia disponibilizada por um gerador em determinado barramento para alimentar uma carga noutro barramento qualquer.

Existem várias formas de analisar a flexibilidade de determinado sistema, desde observar as oscilações da frequência deste ou análise de EU e DE, até à aplicação de métodos mais complexos.

A determinação da flexibilidade de um sistema é importante para os operadores de sistema e permite deliberar se o sistema é suficientemente flexível para responder às variações da carga líquida, sendo assim também um parâmetro importante para o planeamento a longo prazo do sistema.

Perante os resultados obtidos através dos diversos testes realizados, conclui-se que o sistema elétrico português apresenta boas características a nível de flexibilidade relativamente aos graus de variabilidade com que tem de lidar. Particularmente através dos resultados obtidos pelo método de determinação da flexibilidade máxima para diversos níveis de carga, comprova-se que se os recursos do sistema forem utilizados otimamente, o sistema consegue um nível de flexibilidade muito superior às necessidades impostas pela variabilidade, apesar de isso poder ocorrer a um custo que não seja comportável.