Gerenciamento pelo Lado da Demanda

Gerenciamento pelo Lado da Demanda via Fluxo de Potência Ótimo com Restrições Intertemporais

W. Uturbey A. J. A. Simões Costa G.S. Leite

Grupo de Sistemas de Potência

Universidade Federal de Santa Catarina

Gerenciamento pelo Lado da Demanda

GLD

Conceito de controlar as cargas do lado do consumidor de forma de operar o sistema mais eficientemente.

Busca-se modificar a curva de carga através de:

Deslocamento do consumo dos períodos de pico de carga para períodos de menor demanda, preenchendo os vales, ou

Diminuição dos picos de demanda.

Problema considerado:

GLD indireto: o consumidor determina seu perfil de demanda em resposta a um sinal de preço.

Propõe-se:

Efetuar o despacho econômico da demanda sujeita a GLD.

Ferramenta:

Fluxo de Potência Ótimo (FPO), no qual a demanda é uma variável adicional de controle.

Deve ser obtida a alocação de recursos de geração e de demanda ao longo de um horizonte de tempo (1 dia, 1 semana, etc.).

O FPO é sujeito às restrições de operação usuais e também a restrições devidas às características dos consumidores.

Modelagem da Carga Sujeita a GLD

Emprega-se o conceito de elasticidade preço da demanda:

Elasticidade preço:

Relaciona a demanda num intervalo com o preço no mesmo intervalo.

Elasticidade preço

cruzada no tempo:

Relaciona a demanda num intervalo ti com o preço em outro intervalo tj.

A demanda tende a migrar para intervalos de menor preço.

Função Benefício do Consumidor

Expressa o benefício obtido da atividade desenvolvida pelo consumidor em função da demanda de energia elétrica.

Função Benefício Quadrática:

Curva de Demanda Associada:

Relação entre Função Benefício e

Curva de Demanda

M_d = Matriz (nTxnT)

Elementos diagonais:

Proporcionais à

elasticidade preço da

demanda.

Elementos fora da

diagonal:

Proporcionais à

elasticidade preço cruzada no tempo.

Restrições dos Consumidores

Limites mínimo e máximo de consumo em cada

intervalo:

Restrição de consumo:

Restrição de energia que relaciona variáveis associadas a diferentes intervalos de tempo.

O comportamento dos consumidores apresenta efeitos de intertemporalidade.

Estes são modelados na função benefício do consumidor e também através das restrições de consumo.

Formulação do FPO aplicado ao gerenciamento da demanda

Minimizar
sujeito a:

Solução através do Método Primal-Dual de Pontos Interiores

Sistema linear a ser resolvido a cada iteração:

Padrão de elementos não nulos da matriz H:

Sistema IEEE-14 barras

Matriz M: padrão de elementos não nulos

Caso A

Caso B

Curva de carga total e

curva de carga fixa

Caso base:

Curva de carga total, carga fixa,

carga sujeita a GLD

Caso A

Curva de carga total, carga fixa,

carga sujeita a GLD

CasoB

Curva de carga total, carga fixa,

carga sujeita a GLD

Caso base:

Caso A CasoB

Custo Social

Caso	$
Base	119046
A	117857
B	118196

Geração

Pg (p.u.)	G1	G2	G3
Base	14.970	22.931	129.365
A	12.985	16.945	137.335
B	13.075	18.064	136.127

Conclusões

Tem-se apresentado uma aplicação do FPO com restições intertemporais e com representação do efeito da elasticidade da demanda ao gerenciamento de geração e demanda.

As cargas que respondem a preço são modeladas considerando as relações cruzadas entre demanda e preço ao longo do horizonte de operação. É mostrada a importância de incluir estes fatores de intertemporalidade na modelagem.

Através das atividades de GLD pode-se diminuir o pico da curva de demanda. Desta forma, o custo social diminui.

O FPO aplicado ao GLD é uma ferramenta muito útil aos participantes do mercado na hora de avaliar suas ofertas.