Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos Julio Rider Flores.pdf: 929755 bytes, checksum: 2e82c5bdaf782d2a755462e205cd4c32 (MD5) Previous issue date: 2002-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work a flexible methodology for computation of active and reactive power marginal costs in competitive electrical markets is proposed. In the formulation is adopted a static model of the synchronous generators which it considers the nonlinearity of the reactive power limits. The total reactive power production cost is considered as a non-linear model that represent the economic loss when an active power is not generated, that cost is referred as the opportunity cost. The reactive power production cost of the static compensators is also included in the formulation. The proposed methodology may calculate the active and reactive power marginal costs, the last ones incentive the agents of the electrical market to participate in a reactive power market. Those marginal costs are computed with a optimal power flow computer program that includes a sequential quadratic programming (SQP) which is a non-linear optimization method that uses na approximation of the Hessian matrix updated in a similar manner to the BGFS (Broyden - Fletcher Goldfarb Shanno) second order optimization method. A computer program, AMDREA, that takes in account the proposed methodology, has been coded in C++ and with object oriented programming techniques. The test systems IEEE 30-bus, IEEE 118-bus and a power system in the southern-south-east Brazilian region has been used to perform several simulations using the proposed methodology. Analysis of the test systems results indicate that the active and reactive power marginal costs supply economic signals that may incentive investments in reactive power by the distributors and big consumers. These results oppose with other results reported in the literature in which is considered that the reactive power productions costs are not relevant. / Neste trabalho é proposta uma metodologia flexível para o cálculo dos custos marginais da potência ativa e reativa em mercados elétricos competitivos. Na formulação adotou-se um modelo estático dos geradores síncronos com considerações não lineares dos limites de potência reativa. O custo total de produção da potência reativa é considerado como um modelo não linear que representa uma perda econômica quando a potência ativa não é gerada, esse custo é denominado custo de oportunidade. O custo de produção de potência reativa dos compensadores estáticos também é incluída na formulação. A metodologia proposta permite determinar custos marginais de potência ativa e reativa sendo que estes últimos tendem a incentivar a participação dos agentes do mercado elétrico no mercado da potência reativa. Os custos marginais da potência ativa e reativa são calculados com um programa computacional de fluxo de potência ótimo que inclui uma técnica de programação quadrática seqüencial (PQS) que é um método de otimização não linear que usa uma aproximação da matriz Hessiana atualizada de maneira similar ao método de otimização BFGS (Broyden - Fletcher Goldfarb - Shanno) de segunda ordem. A metodologia proposta foi implementada num programa computacional interativo e gráfico em ambiente Windows e denominado AMDREA, codificado em linguagem C++ com técnicas de programação orientada a objetos. Os sistemas de teste IEEE de 30 barras, IEEE de 118 barras e mais um sistema elétrico real da região sul-sudeste brasileiro foram utilizados para realizar estudos de simulação aplicando a metodologia proposta. A análise dos resultados obtidos com os sistemas de teste indica que os custos marginais de potência ativa e reativa fornecem sinais econômicos que podem incentivar investimentos de potência reativa por parte dos distribuidores e grandes consumidores. Esses resultados diferem com outros resultados reportados na literatura correspondente em que os custos de produção de potência reativa não são relevantes.