In order to increase the amount of renewable energy generation in the electrical grids and at the same time keep the existing power quality and safety of supply, it is mandatory that these energy sources not only deliver energy, but also preform ancillary services. Consequently the wind, solar, water and biomass units should be able to supply primary, secondary and tertiary reserve services.
The installed capacity of wind generators has risen in recent years, which means that increasingly larger shares of electricity will be supplied by these sources. During off-peak hours this will lead to situations where wind generators become the main electricity supplier. Therefore, wind farms should be encouraged to participate in balance markets so that the system’s stability does not become threatened.
In this dissertation, it is analysed the possibility and the impact of Wind Farms in participating in tertiary control reserve markets.
This work starts with an investigation, on the existing literature, with regard to the physical feasibility of wind farms to provide active power control. Afterwards different forecasting tools of wind power production, of regulation’s direction and needed power and of balance market prices are outlined. This literature review is mandatory for a better understanding of the problem of bidding in balance markets.
Subsequently it is formulated the decision problem to define the offers of a wind farm. Then a decision support model, based on probabilistic forecasts of: wind generation, balance market prices and regulation’s direction, for the offering of control reserve provision is presented. Different decision strategies were implemented, and from the comparison of them conclusions were made.
Abstract
Resumo
Tendo em vista o aumento da potência instalada de fontes de energia renovável nas redes elétricas e mantendo, ao mesmo tempo, o mesmo nível de qualidade e segurança de fornecimento de energia é imperativo que este tipo de fontes de energia não só forneçam energia, mas também que facultem serviços auxiliares ao sistema elétrico. Consequentemente as unidades eólicas, solares, hídricas e de biomassa deverão fornecer serviços de reserva primária, secundária e terciária.
Nos últimos anos a capacidade instalada em geradores eólicos tem vindo a aumentar, o que implica que maiores percentagens de energia sejam fornecidas por este tipo de máquinas. Fora das horas de pico irão ocorrer situações em que os geradores eólicos serão os maiores fornecedores de energia dos sistemas. Sendo assim, os produtores de energia eólica devem ser encorajados a participar nos mercados de balanço de forma que a estabilidade do sistema não seja ameaçada.
Nesta dissertação analisa-se a possibilidade e o respetivo impacto dos parques eólicos participarem em mercados de reserva terciária.
Neste trabalho começa-se por investigar, na literatura existente, a viabilidade física de os parques eólicos controlarem a potência ativa que fornecem ao sistema. Posteriormente são analisadas diferentes ferramentas de previsão de produção eólica, do sentido e da potência da regulação necessária e dos preços dos mercados de balanço. Este estudo do estado da arte é indispensável para que se compreenda melhor o problema da licitação em mercados de balanço.
Posteriormente, é formulado o problema de decisão que define as ofertas da produção eólica. Em seguida, um modelo de apoio à decisão, com base em previsões probabilísticas: de geração de energia eólica, dos preços do mercado de balanço e do sentido da regulação, para a participação da produção eólica na reserva de balanço é apresentado. No final são implementadas diferentes estratégias de decisão, comparam-se e retiram-se conclusões.