Modelagem matemática de um sistema de energia no mercado livre com geração distribuída no estado do Maranhão [recurso eletrônico]
Walter Araújo Rocha Junior
TESE
Português
T/UNICAMP R582m
[Mathematical modeling of an energy system in the free market with distributed generation in the state of Maranhão]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (162 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Aurelio Ribeiro Leite de Oliveira
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica
Resumo: O presente trabalho apresenta formas para reduzir os custos de grandes empresas no nordeste do Brasil, em especial no estado do Maranhão, utilizando a compra de energia no mercado livre com o auxílio da Virtual Power Plant (VPP) e das Gerações Distribuídas (GDs) instaladas nas Unidades...
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Resumo: O presente trabalho apresenta formas para reduzir os custos de grandes empresas no nordeste do Brasil, em especial no estado do Maranhão, utilizando a compra de energia no mercado livre com o auxílio da Virtual Power Plant (VPP) e das Gerações Distribuídas (GDs) instaladas nas Unidades Consumidoras (UCs). A busca por energias renováveis no mundo vem se tornando cada vez mais intensa, principalmente pelas questões ambientais e econômicas. Dentre as energias renováveis, a solar e a eólica crescem globalmente, contribuindo significativamente para a matriz energética do Brasil e do mundo. A usina virtual vem se mostrando eficaz no gerenciamento das GDs e vem ganhando espaço na matriz energética mundial. No Brasil, vem sendo estudada a viabilidade de implantação da VPP. Diante das tarifas abusivas praticadas pelas distribuidoras de energia elétrica com os consumidores cativos, a migração das grandes empresas brasileiras ao Mercado Livre de Energia (MLE) vem aumentando de forma expressiva. O MLE é regido pelas normas e regulamentações da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e os contratos entre as geradoras/comercializadoras e as unidades consumidoras são delegados à Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE). Esta pesquisa é empírica normativa quantitativa e visou construir um modelo matemático para buscar soluções otimizadas e viáveis ao Sistema Elétrico Livre (SEL). O estudo realizado foi destinado aos consumidores de média ou alta tensão com demanda mínima contratada de 500 kW e que apresentam todos os critérios exigidos pela ANEEL para se enquadrar como um consumidor livre ou especial no MLE. O presente estudo foi realizado no estado do Maranhão, com vários campi do Instituto Federal do Maranhão (IFMA), utilizando a modalidade comunhão de cargas, aproveitando o fato dos campi ter o mesmo CNPJ raiz. Foram propostos dois fluxogramas interligados, o Sistema Fotovoltaico Híbrido (SFH) e o SEL, identificando as variáveis de decisão e os nós existentes em ambos os problemas. Foi construído um programa no software MATLAB que representou o Modelo do Sistema Elétrico Livre (MSEL). Os dados de entrada do problema foram coletados junto aos campi do IFMA e outros utilizados da literatura atual. Os custos tarifários de compra de energia foram adquiridos junto à CCEE, já os custos de venda foram estipulados com base nos custos de compra. A partir dos dados do passado foram produzidos dados para anos futuros. Diante dos dados de entrada, o MSEL produziu uma solução ótima/otimista do problema. A análise e a apresentação dos dados se deram através de tabelas e gráficos mostrando a viabilidade de mudança do Ambiente de Contratação Regulado (ACR) para o Ambiente de Contratação Livre (ACL). Bons resultados foram obtidos pelo trabalho através do modelo matemático de programação linear MSEL, reduzindo os custos dos consumidores através de contratos otimizados junto às geradoras e comercializadoras disponíveis no mercado, como também maximizando lucros com a venda de energia
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Abstract: he present work presents manners to reduce the costs of big companies in the northeast of Brazil, especially in the state of Maranhão, using the purchase of energy in the free market with the help of the Virtual Power Plant (VPP) and the Distributed Generations (DGs) installed in the...
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Abstract: he present work presents manners to reduce the costs of big companies in the northeast of Brazil, especially in the state of Maranhão, using the purchase of energy in the free market with the help of the Virtual Power Plant (VPP) and the Distributed Generations (DGs) installed in the Consumer Units (UCs). The demand for renewable energy in the world has become increasingly intense, mainly due to environmental and economic issues. Among the renewable energies, solar and wind are growing globally, contributing significantly to the Brazil's energy matrix and the world. The virtual power plant (VPP) has proved to be effective in managing DGs and has gained space in the energy matrix of the word. In Brazil the feasibility of implementing the VPP is being studied. Through the abusive tariffs charged by electricity distributors with captive consumers, the migration of large Brazilian companies to the MLE has been increasing significantly. The MLE is governed by National Electric Energy Agency (ANEEL) rules and regulations and the contracts between generators/traders and consumer units are delegated to the Chamber of Electric Energy Trading (CCEE). This research is empirical and quantitative normative and aimed to build a mathematical model to search for optimized and viable solutions to the Free Electric System (SEL). The realized study was aimed to medium or high voltage consumers with a minimum contracted demand of 500 kW and who present all the criteria required by ANEEL to qualify as a free or special consumer in the MLE. The present study was carried out in the state of Maranhão, with several IFMA campuses, using the load sharing modality, taking advantage of the fact that the campuses have the same CNPJ root. Two interconnected flowcharts, the SFH and the SEL, were proposed, identifying the decision variables and the nodes in both problems. A program was built in MATLAB software that represented the MSEL. The input data of the problem were collected from the IFMA campuses and others used in the current literature. The tariff costs for the purchase of energy were acquired from the CCEE, while the selling costs were stipulated based on the purchase costs. Data for future years were produced from past data. Given the input data, the MSEL produced an optimal/optimistic solution to the problem. Data analysis and presentation took place through tables and graphs showing the feasibility of moving from ACR to ACL. Good results are obtained by work through the mathematical model of linear programming MSEL, reducing the costs of the consumers through optimized contracts with the generators and traders available in the market, as well as maximizing profits with the sale of energy
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Oliveira, Aurelio Ribeiro Leite de, 1962-
Orientador
Lyra Filho, Christiano, 1951-
Avaliador
Ruggiero, Márcia Aparecida Gomes, 1956-
Avaliador
Bartmeyer, Petra Maria, 1990-
Avaliador
Lopes, Jurandir de Oliveira
Avaliador
Modelagem matemática de um sistema de energia no mercado livre com geração distribuída no estado do Maranhão [recurso eletrônico]
Walter Araújo Rocha Junior
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