[pt] DIMENSIONAMENTO DA RESERVA DE POTÊNCIA OPERATIVA DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO UTILIZANDO A SIMULAÇÃO MONTE CARLO

[en] SIZING OF THE OPERATING POWER RESERVE OF THE BRAZILIAN ELECTRICAL SYSTEM USING MONTE CARLO SIMULATION

[pt] DANIEL DE LESSA BORBA

[pt] RESERVA DE POTENCIA OPERATIVA

[pt] CONFIABILIDADE DE SISTEMAS ELETRICOS

[pt] ESTIMACAO DE RISCO

[pt] SIMULACAO MONTE CARLO

[en] OPERATING POWER RESERVE

[en] RELIABILITY OF ELECTRIC SYSTEMS

[en] RISK ESTIMATION

[en] MONTE CARLO SIMULATION

[pt] A reserva de potência operativa é a parcela da geração responsável por assegurar a confiabilidade dos sistemas elétricos na ocorrência de contingências dos equipamentos, bem como erros na previsão de carga e geração. A crescente penetração de fontes renováveis variáveis nas redes elétricas, como as fontes eólica e solar fotovoltaica, vem agregando ainda mais incertezas no planejamento, na programação da operação e na própria operação. Sendo assim, a metodologia para o cálculo da reserva potência operativa deverá acompanhar as transformações do sistema, sendo necessária a representação das incertezas e a consideração das taxas de falhas dos equipamentos, para o adequado dimensionamento. Um sobredimensionamento da reserva incorre em elevado custo ao consumidor, enquanto um subdimensionamento, expõe o sistema a riscos. Dadas as características estocásticas do sistema, a utilização de métodos probabilísticos se apresenta como mais apropriada para o dimensionamento da reserva operativa. Nesta dissertação, o principal objetivo é aplicar a simulação Monte Carlo para estimar os índices de confiabilidade para o sistema elétrico brasileiro. Os desvios da previsão de carga e geração eólica são representados através de distribuições obtidas a partir de dados históricos. As gerações das usinas hidrelétricas e termelétricas adotadas são baseadas no resultado do modelo de otimização energética, utilizado na programação diária da operação do sistema elétrico brasileiro. São realizados diversos testes com intuito de avaliar os impactos nos índices de confiabilidade do sistema elétrico brasileiro.

[en] The operating power reserve is the share of generation responsible for ensuring the reliability of electrical systems in the event of equipment contingencies, as well as errors in load and generation forecasting. The increasing penetration of variable renewable sources in electrical grids, such as wind and solar photovoltaic sources, has been adding even more uncertainty to planning, operation scheduling and the operation itself. Therefore, the method for calculating the operating power reserve should follow the transformations of the system, requiring the representation of uncertainties and consideration of equipment failure rates for adequate sizing. Oversizing the operating reserve incurs high costs to the consumer, while undersizing exposes the system to risks. Given the stochastic characteristics of the system, the use of probabilistic methods is more appropriate for sizing the operating reserve. In this dissertation, the main objective is to apply Monte Carlo simulation to estimate reliability indices for the Brazilian electrical system. Deviations from the wind load and generation forecast are represented by distributions obtained from historical data. The power generations of the adopted hydroelectric and thermoelectric plants are based on the results of the energy optimization model, used in the daily programming of the Brazilian electrical system operation. Several tests are carried out in order to evaluate the impacts on the reliability indices of the Brazilian electrical system.

ANDRE MILHORANCE DE CASTRO

ARMANDO MARTINS LEITE DA SILVA

JOSÉ FILHO DA COSTA CASTRO

ERICA TELLES CARLOS

ARMANDO MARTINS LEITE DA SILVA

JOSÉ FILHO DA COSTA CASTRO

ANDRE MILHORANCE DE CASTRO

FERNANDO APARECIDO DE ASSIS

2025-02-24

2024-09-19

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69482