Análise do mercado de serviços de regulação de frequência secundária e terciária no sistema eléctrico português

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo Energia

Os operadores das redes de transporte (ORT) enfrentam desafios cada vez maiores e mais imprevisíveis. A forte penetração de energias renováveis e a liberalização do mercado de energia eléctrica dão origem a uma maior volatilidade na produção de energia eléctrica e a desencontros entre produção e consumo, passíveis de acontecer no decorrer da operação do sistema eléctrico. Os serviços de sistema são um complemento aos mercados de energia eléctrica e caracterizam-se como sendo uma segurança necessária ao bom funcionamento do sistema pois é através destes que é feito o equilíbrio entre geração e consumo em tempo real e assim feita a regulação de frequência da rede eléctrica. Com o presente trabalho pretende-se fazer uma análise aprofundada do que são os serviços de sistema para regulação de frequência, nomeadamente sobre a regulação secundária e a regulação terciária bem como abordar a regulamentação que as fundamenta. Será também aprofundado o funcionamento do mercado de serviços de sistema para regulação de frequência em Portugal e oencadeamento cronológico deste com o mercado diário e com as diversas sessões intradiárias do Mercado Ibérico de Electricidade (MIBEL). Serão ainda referidos diversos serviços de sistema noutros países europeus em comparação com Portugal. Para apoio a esta análise desenvolveu-se uma ferramenta em Matlab®que permita visualizar sob a forma de gráficos as ofertas dos agentes de mercado participantes através das suas unidades físicas (grupos geradores), o custo marginal dessas mesmas centrais e ainda visualizar o preço de fecho de mercado na respectiva hora. Os resultados obtidos apontam para uma dependência do perfil de licitação relativamente à tecnologia da central. Foram ainda analisadas as correlações entre centrais e a dependência do preço das ofertas e da banda contratada relativamente à existência de meses mais ou menos chuvosos, ou seja com maior ou menos índice de produtibilidade hidroeléctrica (IPH). Denota-se ainda uma elevada participação das centrais hídricas neste mercado de banda secundária.

Abstract: The transmission system operators (TSO) face increasing and more unpredictable challenges. The high penetration of renewable energy and the liberalization of the electricity market rises the volatility in electricity generation and bigger differences between production and consumption, in the course of the electrical system operation. Ancillary services are a complement to electricity markets and are characterized as a necessary service that allows a proper and reliable functioning of the system as it is the mechanism that allows the TSO to balance generation and consumption in real time operation and control the frequency of the system. The present work aims to make a thorough analysis of what are the ancillary services for frequency regulation, particularly on secondary regulation and tertiary regulation and to address the laws that allow to develop the frequency regulation in Portugal. It will also be studied the operation of the ancillary services market for frequency regulation in Portugal and the chronological connection with the daily market and the various intraday market sessions of Iberian Electricity Market (MIBEL). Itwill be studied also various ancillary services in other European countries compared to Portugal. To support this data analysis a Matlab® tool was developed allowing the user to view in the graphical form the offers of market players participating with their physical units (power plants), the marginal cost of these same power plants and the market clearing price, all for the same selected period of time. The results show a dependence of the bidding profile relative to the power plant technology. It will be also studied the correlations between different power plants and the price variation of the market due to the variation of the hydroelectric capability factor (HCF) variation. It is also relevant the high share of hydro power plants participating in the ancillary services market for secondary frequency control.