Modelação e otimização do funcionamento de uma central renovável virtual

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016O vento, a irradiação solar e a pluviosidade são recursos energéticos endógenos que possuem uma elevada variabilidade espacial e temporal e características de não controlabilidade e difícil previsão. Todas estas propriedades conferem variabilidade à energia elétrica obtida a partir destes recursos renováveis, o que introduz complexidade na gestão dos sistemas electroprodutores, bem como das redes elétricas que os servem. A crescente penetração de fontes de energia renovável com elevada variabilidade no sistema electroprodutor acentua a necessidade de desenvolver modelos de simulação da produção renovável que, além de facilmente integráveis nos instrumentos de gestão do sistema electroprodutor, representem fielmente o comportamento das respetivas centrais e, quando aplicável, do resultado da agregação de várias dessas centrais. O conceito de Central Renovável Virtual (CRV) surge, então, como uma possibilidade de tirar partido da sinergia entre várias Fontes de Energia Renovável (FER). A complementaridade natural da disponibilidade de alguns recursos permite diminuir as flutuações temporais da potência entregue à rede elétrica pelas centrais renováveis, quando agregados, bem como o estabelecimento de um perfil de produção diário da CRV que melhor se adapte ao perfil de consumos. Assim, a presente dissertação tem como objetivo principal otimizar o funcionamento de uma CRV para que, mantendo o equilíbrio entre a potência produzida e a potência consumida, se maximize o lucro da mesma.The wind, sun and rainfall are renewable endogenous energy resources that are extremely variable, both in time and space, being difficult to control and predict their generation and gives rise to power fluctuations and increases the level of difficulty of the power system and energy networks operations. The injection of increasing high levels of energy from variable renewable sources in the existing electric power system thus leads to an urging need for developing mathematical models specifically designed to easily integrate the existing power systems’ management tools. These models should represent, as faithfully as possible, the behaviour of the renewable power plants connected to the grid. The concept of a Renewable Virtual Power Plant (RVPP) arises as an opportunity to exploit the synergies between multiple Renewable Energy Sources (RES). The natural complementarity of resource availability allows reducing the temporal fluctuations of the renewable power delivered to the grid, as well as the establishment of a daily CRV production profile best suiting the consumption profile. Thus, the present work aims to optimize the operation of a CRV in order to, maintaining the balance between power production and power consumption, maximize de profit of the CRV