Sistemas de armazenamento em parques eólicos considerando PLD horário e situações de constrained off
Wind generation in Brazil has been growing since 2009, the year of the first energy auctions, and in 2020, it is considered a consolidated source of renewable energy. The consolidation of the wind source has brought an increase in competitiveness in the sector and, consequently, a significant drop i...
| Autor principal: | Lima, Mayara Miqueletti de |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2021
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24920 |
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riut-1-249202021-05-12T06:11:56Z Sistemas de armazenamento em parques eólicos considerando PLD horário e situações de constrained off Storage systems for wind farms considering hourly spot price and constrained off events Lima, Mayara Miqueletti de Netto, Ulisses Chemin https://orcid.org/0000-0002-9274-188X http://lattes.cnpq.br/5250206412631124 Issicaba, Diego https://orcid.org/0000-0002-7937-8115 http://lattes.cnpq.br/8853482809795255 Benedito, Raphael Augusto de Souza https://orcid.org/0000-0001-7654-4205 http://lattes.cnpq.br/0833483583130690 Netto, Ulisses Chemin https://orcid.org/0000-0002-9274-188X http://lattes.cnpq.br/5250206412631124 Energia eólica - Brasil Armazenamento de energia Análise econômica-financeira Estudos de viabilidade Energia elétrica - Preços Wind power - Brasil Energy storage Ratio analysis Feasibility studies Electricity - Prices CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica Wind generation in Brazil has been growing since 2009, the year of the first energy auctions, and in 2020, it is considered a consolidated source of renewable energy. The consolidation of the wind source has brought an increase in competitiveness in the sector and, consequently, a significant drop in energy auctions’ prices. In the scope of trade energy, contracting models in Brazil have followed the sector’s development, where contracting in the free energy market mode has stood out in comparison to contracts in the regulated market. In addition to changes in the energy contracting model in the wind sector, Brazil’s energy pricing form is also undergoing substantial changes. The spot price, calculated weekly and developed for a predominantly hydraulic matrix, was replaced in 2021 by an hourly spot price seeking more outstanding financial balance in the market given the electrical system’s operation. For wind energy producers, the implementation of an hourly price entails more significant financial risks, especially for wind projects contracted in the free energy market, since hourly PLD has more significant intraday variability than the weekly price. In addition to the risks linked to the implementation of hourly prices, wind farms may also suffer reductions in financial revenue caused by generation limitation events (Constrained Offs). Because of the increase in economic risks linked to the implementation of the hourly price in 2021, and the situations of Constrained Offs in wind farms in Brazil, this research proposes a methodology for assessing the applicability of lithium-ion storage energy systems in wind farms in the free market. Within the scope of hourly price, the methodology developed proposes using storage systems to lessen wind farm revenues in the face of intraday variations in the hourly price and Constrained Offs, choosing to store it at low cost and dispatch it at more good times. The proposed methodology did apply to three real wind complexes located in Rio Grande do Norte, Bahia and Rio Grande do Sul states. The results demonstrate that storage systems can bring considerable benefits to wind farm revenues; however, the high cost of implementing storage systems considering only this application proved unfeasible. A geração eólica no Brasil vem crescendo desde 2009, ano dos primeiros leilões de energia, e em 2020 é considerada uma fonte consolidada de energia renovável. A consolidação da fonte eólica trouxe consigo o aumento da competitividade no setor e, consequentemente, uma queda expressiva nos preços dos leilões de energia. No âmbito da comercialização de energia, os modelos de contratação no Brasil têm acompanhado o desenvolvimento do setor, no qual a contratação na modalidade de mercado livre de energia tem se destacado frente aos contratos no mercado regulado. Além das mudanças do modelo de contratação de energia no setor eólico, a forma de precificação da energia no Brasil também está passando por alterações importantes. O PLD patamarizado, desenvolvido para uma matriz predominantemente hidráulica, foi substituído em 2021 pelo PLD horário buscando maior equilíbrio financeiro do mercado frente a operação do sistema elétrico. Para os produtores de energia eólica a implementação do PLD horário acarreta maiores riscos financeiros, principalmente para projetos eólicos com contratação no mercado livre de energia, uma vez que o PLD horário possui maior variabilidade intradiária ante ao PLD patamarizado. Além dos riscos atrelados à implementação do PLD horário, os parques eólicos também podem sofrer reduções na receita financeira causadas por eventos de limitações de geração (Constrained Offs). Diante de tal cenário, esta pesquisa propõe uma metodologia de avaliação da aplicabilidade de sistemas de armazenamento de energia de Íon de Lítio em parques eólicos no Ambiente de Contratação Livre. No domínio do PLD horário, a metodologia desenvolvida propõe a utilização de sistemas de armazenamento para minorar os efeitos das variações intradiárias do PLD horário e das situações de Constrained Offs sobre a receita financeira do parque eólico, considerando o armazenamento de energia em momentos de baixo custo e a realização do seu despacho em momentos mais lucrativos. A metodologia proposta foi aplicada a três complexos eólicos reais presentes no Rio Grande do Norte, Bahia e Rio Grande do Sul. Os resultados demonstram que a utilização de sistemas de armazenamento pode trazer benefícios consideráveis à receita dos parques eólicos, contudo o alto custo de implantação dos sistemas de armazenamento considerando apenas esta aplicação apresentou-se inviável. 2021-05-11T21:42:21Z 2021-05-11T21:42:21Z 2021-02-26 masterThesis LIMA, Mayara Miqueletti de. Sistemas de armazenamento em parques eólicos considerando PLD horário e situações de constrained off . 2021. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24920 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Energia eólica - Brasil Armazenamento de energia Análise econômica-financeira Estudos de viabilidade Energia elétrica - Preços Wind power - Brasil Energy storage Ratio analysis Feasibility studies Electricity - Prices CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica |
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Wind generation in Brazil has been growing since 2009, the year of the first energy auctions, and in 2020, it is considered a consolidated source of renewable energy. The consolidation of the wind source has brought an increase in competitiveness in the sector and, consequently, a significant drop in energy auctions’ prices. In the scope of trade energy, contracting models in Brazil have followed the sector’s development, where contracting in the free energy market mode has stood out in comparison to contracts in the regulated market. In addition to changes in the energy contracting model in the wind sector, Brazil’s energy pricing form is also undergoing substantial changes. The spot price, calculated weekly and developed for a predominantly hydraulic matrix, was replaced in 2021 by an hourly spot price seeking more outstanding financial balance in the market given the electrical system’s operation. For wind energy producers, the implementation of an hourly price entails more significant financial risks, especially for wind projects contracted in the free energy market, since hourly PLD has more significant intraday variability than the weekly price. In addition to the risks linked to the implementation of hourly prices, wind farms may also suffer reductions in financial revenue caused by generation limitation events (Constrained Offs). Because of the increase in economic risks linked to the implementation of the hourly price in 2021, and the situations of Constrained Offs in wind farms in Brazil, this research proposes a methodology for assessing the applicability of lithium-ion storage energy systems in wind farms in the free market. Within the scope of hourly price, the methodology developed proposes using storage systems to lessen wind farm revenues in the face of intraday variations in the hourly price and Constrained Offs, choosing to store it at low cost and dispatch it at more good times. The proposed methodology did apply to three real wind complexes located in Rio Grande do Norte, Bahia and Rio Grande do Sul states. The results demonstrate that storage systems can bring considerable benefits to wind farm revenues; however, the high cost of implementing storage systems considering only this application proved unfeasible. |
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LIMA, Mayara Miqueletti de. Sistemas de armazenamento em parques eólicos considerando PLD horário e situações de constrained off . 2021. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
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