Renováveis Variáveis: Requisitos, Desafios e Soluções em termos de Inércia
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Publication Date: | 2024 |
Format: | Master thesis |
Language: | por |
Source: | Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) |
Download full: | https://hdl.handle.net/10316/118118 |
Summary: | Dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia |
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Renováveis Variáveis: Requisitos, Desafios e Soluções em termos de InérciaVariable Renewables: Requirements, Challenges and Solutions in terms of InertiaEnergy TransitionInertiaKinetic energyVariable renewable sourcessystem frequency stabilityTransição EnergéticaInerciaEnergia CinéticaFontes renováveis variáveisestabilidade de frequência do sistemaDissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe energy transition outlined by Portugal’s Energy and Climate Plan 2030 (PNEC)requires the widespread integration of renewable sources and the gradual abandonment offossil fuel-based production. However, it is important to understand the challenges thatgrids face in the energy transition and assess and consider mitigating and/or correctivemeasures when necessary.One of the most significant challenges of increasing the use of renewable energy sources(RES), such as wind and solar, is the reduction of system inertia, resulting in a decreasein its performance due to a more ”nervous”behavior of the system in response to powerimbalances. Without measures to mitigate the lack of inertia in energy systems, there maybe a need to limit the contribution of RES during certain time periods.In this study, a prospective analysis was carried out for the Portuguese power system,using dispatch based on homotopy and considering a dispatch constrained by the level ofinertia.As main conclusions, it was observed that it is possible to manage the available resources,mainly reservoirs with and without pumping in order to better manage the inertia availablein the SEE, however solutions for the lack of inertia such as synthetic inertia sources andinertia flywheels appear to be a need especially when there is a shortage of water resourceswhich will be one of the main sources of inertia in the future.The impacts of interconnections, storage, synchronous generation with low power levels,synchronous compensators, and synthetic inertia from variable renewable sources werealso evaluated. A comprehensive review of the literature on changes in network codes anddifferent strategies implemented to deal with the decrease in inertia was also conducted.A transição energética prevista no Plano Energético para o Clima 2030 (PNEC) de Portugal exige a integração em larga escala de fontes renováveis e a eliminação progressiva da produção baseada em combustíveis fósseis. No entanto, é importante compreender os desafios que as redes enfrentam na transição energética e avaliar e considerar medidas mitigadoras e/ou corretivas, quando necessário.Um dos desafios mais importantes do uso crescente de fontes de energia renováveis (FER), como eólica e solar, é a redução da inércia do sistema energético, resultando em uma redução no seu desempenho, devido a um "comportamento" mais nervoso do sistema diante de eventos que causam desequilíbrios de potência. Na ausência de outras medidas para atenuar a falta de inércia nos sistemas energéticos, poderá ser necessário limitar a contribuição das FER a determinados períodos de tempo.Neste trabalho, foi realizada uma análise prospetiva para o sistema de geração de energia português, procurando avaliar a disponibilidade de inércia em 2030, 2040 e 2050, tendo em conta diferentes perspetivas em termos de mix de produção de eletricidade. Observou-se que, para garantir permanentemente um nível mínimo de inércia no sistema, em cenários extremos em que há escassez contínua de recursos hídricos, será necessário recorrer a fontes alternativas de inércia, como fontes de inércia sintéticas e volantes de inércia. Em cenários menos exigentes, é possível gerir os recursos disponíveis, principalmente reservatórios com e sem bombagem, de forma a garantir níveis mínimos de inércia no ESS. Neste trabalho, também foram avaliados os impactos de interconexões, armazenamento, geração síncrona com baixos níveis de potência, compensadores síncronos e a existência de inércia sintética de fontes renováveis variáveis para avaliar alternativas de solução. Foi também realizada uma revisão exaustiva da literatura sobre alterações nos códigos de rede e diferentes estratégias implementadas para lidar com a diminuição da inércia.2024-09-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/118118https://hdl.handle.net/10316/118118TID:203829085porFernandes, João Henrique Baptista Nunesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-01-24T23:21:15Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/118118Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:11:59.361539Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse |
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