Caracterização da inércia no sistema elétrico Português em 2019 e avaliação simulada para 2030

Abstract

The demands that modern society imposes on electrical networks, as well as the high degree of reliability that falls upon them, forces them to present high levels of service quality, reliability and to be resilient to any phenomenon/disruptions. The energy transition foreseen in the Portuguese Climate Energy Plan for 2030(PNEC), estimates a massive integration of energies from renewable sources and the progressive abandonment of production based on fossil fuels. It is therefore important to understand what challenges the networks are undergoing in the energy transition and to evaluate and consider measures if necessary.The aim of this dissertation was to analyze the current state of the Portuguese electrical system in terms of inertial response capacity to disturbances as well as to try to understand how it will be able to respond to disturbances in 2030.For this purpose, several events that occurred in the Portuguese grid in the year 2019 were analyzed and the kinetic energy levels, inertia and RoCoF value in these disturbances were evaluated. For 2030, a scenario was constituted based on the extrapolation of the 2019 dispatch, considering the forecast evolution of installed capacity as well as consumption growth. In this scenario, in terms of demand and dispatch, type disturbances were simulated and the impact in terms of inertia and kinetic energy were analyzed and the RoCof value was measured in these situations. With this it was possible to study the behavior of the Portuguese system for future scenarios where a large contribution of renewable variables is expected.The result obtained from the simulation of the events shows that in 2019, the grid itself, had sufficient levels of inertia and kinetic energy to respond to the type of disturbances. For 2030 it may be that situations occur where this is no longer the case and the network itself may not have the capacity to respond to disturbances, requiring solutions to improve the system's response, including using alternative forms of inertia supply

As exigências que a sociedade moderna impõe sobre as redes elétricas bem como o elevado grau de confiabilidade que sobre elas recai, obriga-as a apresentar elevados níveis qualidade de serviço, fiabilidade e a ser resiliente a quaisquer fenómenos/ perturbações. A transição energética prevista no Plano Nacional Integrado Energia Clima para 2030, estima uma integração massiva de energias de fontes renováveis e o progressivo abandono da produção sustentado em fontes de energias à base de combustíveis fósseis. Importa assim perceber, quais os desafios a que as redes estão a ser sujeitas na transição energética e avaliar e ponderar medidas caso seja necessário.Pretendeu-se com esta dissertação analisar o estado atual do sistema electroprodutor português em termos de capacidade de resposta inercial perante distúrbios bem como tentar perceber como será a sua aptidão para responder a distúrbios em 2030.Para tal foram analisados diversos eventos ocorridos na RNT no ano de 2019 e avaliados os níveis de energia cinética, de inércia e o valor de RoCoF nessas perturbações. Para 2030 foi constituído um cenário com base na extrapolação do despacho de 2019, considerando a previsão de evolução da capacidade instalada bem como o do crescimento do consumo. Sobre esse cenário, em termos de procura e despacho, foram simuladas perturbações tipo e foi analisado o impacto em termos de inércia e energia cinética e aferição do valor de RoCof nessas situações. Com isto foi possível estudar o comportamento do sistema português para cenários futuros onde se antevê uma grande contribuição de renováveis variáveis.O resultado obtido da simulação dos eventos demonstra que em 2019, a rede per si, apresentava níveis de inércia e energia cinética suficiente, para responder às perturbações tipo. Para 2030 pode acontecer que ocorram situações, em que tal já não se verifica e a rede de per si, poderá não ter capacidade de responder a perturbações, sendo necessário recorrer a soluções, que permitam melhorar a resposta do sistema, nomeadamente, com recurso a formas alternativas de fornecimento de inércia.