Problema de Despacho Econômico: O que é? (Segurança & MOE)
O que é despacho econômico?
O despacho econômico (também conhecido como despacho de carga econômica ou ordem de mérito) é definido como um processo online que aloca a geração entre os geradores disponíveis para atender à demanda de carga, ajudando a minimizar o custo total de geração.
O despacho econômico estabelece métodos eficientes e confiáveis para operar as instalações de geração, considerando as restrições operacionais nos sistemas de produção e transmissão, para atender aos consumidores.
O despacho econômico determina a saída ótima de várias instalações de geração de eletricidade. Ele contribui para atender a carga do sistema ao menor custo possível, sujeito às restrições de transmissão e operacionais.
Geradores com menores custos marginais devem ser usados primeiro para fornecer a carga de forma eficiente em termos de custo. O custo marginal do sistema deve ser determinado pelo custo marginal do último gerador sob carga. Este é o preço de adicionar um MWh extra de energia à rede.
Este método de programação de geração, referido como despacho econômico, reduz o preço de produzir eletricidade. A abordagem tradicional de despacho econômico foi criada para controlar unidades de energia que queimam combustíveis fósseis.
O problema de despacho econômico é resolvido usando software de computador especializado. Este software deve atender às restrições operacionais e de sistema dos recursos disponíveis e das capacidades de transmissão associadas.
No despacho econômico, a potência ativa e reativa do gerador varia dentro de limites predeterminados e atende aos requisitos de carga, utilizando menos combustível. Portanto, uma interconexão de sistema de energia permite que o número de usinas de energia esteja conectado em paralelo para atender à carga do sistema. Torna-se necessário operar as unidades da planta de forma mais eficiente no sistema de rede.
O sistema de energia elétrica está se expandindo rapidamente. As interconexões de sistemas de energia permitem que várias usinas de energia se conectem em paralelo para atender à carga do sistema. No sistema de rede, torna-se necessário operar as unidades da planta de forma mais eficiente. Estes são os custos incorridos por uma usina de energia para produzir um megawatt-hora.
Representação do despacho econômico
A ordem de mérito é distinta dos custos fixos de uma tecnologia de geração de energia. As usinas de energia que produzem eletricidade continuamente a preços muito baixos são as primeiras a ser chamadas para fornecer energia, de acordo com a ordem de mérito. Em seguida, as usinas de energia com custos marginais mais altos são adicionadas até que a demanda seja atendida.
Despacho Econômico com Restrições de Segurança (SCED)
O despacho econômico com restrições de segurança (SCED) é um problema simplificado de fluxo de potência ótimo (OPF). É amplamente utilizado na indústria de energia. O fluxo de potência ótimo é um dos problemas de otimização mais importantes na indústria de energia.
O OPF visa determinar a quantidade ideal de eletricidade que os geradores da rede devem fornecer para atender a uma demanda específica. A otimalidade é determinada pelo custo que cada gerador incide na produção dessa energia.
Existem várias abordagens principais para resolver o problema SCED, como programação linear (LP), programação de fluxo de rede (NFP), programação quadrática (QP), programação de fluxo de rede não linear convexa (NLCNFP) e o algoritmo genético (GA).
Efeito de Ordem de Mérito (MOE)
Os preços de eletricidade no atacado foram reduzidos pela expansão de fontes de energia renovável, que têm custos de produção mais baixos. O processo pelo qual o preço de mercado é determinado é conhecido como “efeito de ordem de mérito”.
O impacto da ordem de mérito no mercado de energia pura refere-se à redução dos preços de energia na bolsa de eletricidade causada pelo aumento da oferta de energias renováveis. O preço de energia é determinado pela “ordem de mérito”.
A ordem pela qual as usinas de energia fornecem energia ao mercado, com a usina que fechou o melhor negócio no início estabelecendo a barra com os menores custos operacionais.
O preço de liquidação e o volume de liquidação são determinados pelo ponto onde a oferta e a demanda de eletricidade se cruzam. Este preço de liquidação será pago a todos os participantes do mercado que operam geradores de energia para a rede. Da mesma forma, todos que compram eletricidade no mercado atacadista pagarão o mesmo preço.
A sequência de ordem de mérito mudou devido à queda contínua nos custos de produção de eletricidade, especialmente no desenvolvimento de energias renováveis, com as usinas convencionais ficando cada vez mais atrás. Com o crescente acoplamento de energias renováveis como fotovoltaica, energia eólica ou biomassa, o efeito é extremamente evidente.
Durante os períodos de pico de carga, as usinas de energia eólica e fotovoltaica com custos marginais próximos a zero estão entrando no mercado e empurrando as usinas convencionais para o final da ordem de mérito.
O efeito de ordem de mérito (MOE) das energias renováveis é o termo usado pelo setor de energia para caracterizar esse fenômeno. As usinas convencionais precisam apenas fornecer a carga residual ou a demanda de energia remanescente que as energias renováveis não conseguem atender.
Referências
B. H. Chowdhury e S. Rahman, “Uma revisão dos avanços recentes no despacho econômico,” em IEEE Transactions on Power Systems, vol. 5, no. 4, pp. 1248-1259, nov. 1990, doi: 10.1109/59.99376.
Chen, C., Qu, L., Tseng, M., Li, L., Chen, C., & Lim, M. K. (2022). Reduzindo o custo de combustível e aumentando a taxa de utilização de recursos no problema de despacho de carga econômica. Journal of Cleaner Production, 364, 132709. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132709.
R. A. Jabr, A. H. Coonick e B. J. Cory, “Um algoritmo de programação linear homogênea para o problema de despacho econômico com restrições de segurança,” em IEEE Transactions on Power Systems, vol. 15, no. 3, pp. 930-936, ago. 2000, doi: 10.1109/59.871715.
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