Maximizando a flexibilidade em cascatas de várias camadas: a jornada da aventura para um despacho econômico com HYDROGRID

A aventron, produtora suíça líder de energia renovável, fez parceria com a HYDROGRID para otimizar o uso da água em sua frota de usinas hidrelétricas nórdicas. Este estudo de caso destaca como o planejamento de produção automatizado e digitalmente otimizado pode aumentar a flexibilidade de armazenamento e permitir o envio flexível, maximizando a eficiência e a lucratividade.

Principais destaques

1. Liderança proativa: a aventron demonstrou a visão do setor ao implementar a tecnologia de aprendizado de máquina em operações diárias de despacho com preços reduzidos, melhorando a eficiência de forma sustentável por meio de tecnologias inovadoras.
2. Implementação estratégica: A equipe da aventron integrou perfeitamente o HYDROGRID Insight à sua infraestrutura existente, aproveitando ao máximo a tecnologia disponível para suas necessidades específicas, sem comprometer a configuração existente.
3. Resultados impressionantes: Essa abordagem proativa resultou em melhorias significativas na eficiência operacional e na economia de custos, proporcionando à aventron resultados financeiros cada vez melhores ano a ano, com os relatórios mais recentes mostrando um aumento de 37% na receita em 2024, quando comparado com operações não otimizadas.‍
4. Preparação sazonal: A nova abordagem de gerenciamento de água, baseada na previsão personalizada de fluxo de entrada, ajudou a aventron a evitar a formação de gelo no inverno e a se preparar para o derretimento da neve no final da primavera no clima nórdico.

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Plano de fundo

O portfólio de energia hidrelétrica da aventron na Noruega inclui uma grande variedade de usinas hidrelétricas de pequena escala. O portfólio foi projetado para aproveitar os recursos naturais e as vantagens geográficas da Noruega, garantindo uma produção de energia eficiente e sustentável. Essa abordagem estratégica permite que a aventron maximize o potencial de seus ativos hidrelétricos e, ao mesmo tempo, contribua para as metas de energia renovável da Noruega, tudo sem esforço operacional adicional.

O clima norueguês apresenta desafios específicos nas operações hidrelétricas. O impacto do derretimento da neve e do gelo afeta significativamente a previsão de fluxo de entrada. Durante a primavera, o derretimento da neve aumenta a entrada de água, enquanto a formação de gelo no inverno pode restringir o fluxo de água e as operações da turbina. A previsão precisa do fluxo de entrada é essencial para gerenciar essas variações sazonais e garantir a produção eficiente de energia hidrelétrica.

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Desafios

O principal desafio enfrentado pela aventron foi gerenciar as pequenas capacidades de captação que são bastante comuns em projetos nórdicos, garantindo o uso ideal da água. Um exemplo de condições restritivas é o projeto Boge, para o qual o armazenamento limitado na barragem de admissão dificultou a manutenção da operação consistente da turbina, levando a ineficiências e potencial perda de receita.

O sistema de cascata Boge é dividido em dois níveis: Boge 1 e Boge 2. O Boge 1 - o primeiro reservatório da cadeia em cascata - tem uma capacidade de reservatório de 0,38 hm³, enquanto o Boge 2 é uma entrada com uma capacidade muito menor de 0,01 hm³. Essa capacidade limitada de armazenamento restringe as operações upstream. Além disso, o tamanho menor da entrada no Boge 2 o torna mais suscetível ao congelamento, complicando ainda mais o gerenciamento da água e as operações da turbina durante os meses mais frios. O rendimento da turbina do sistema em cascata Boge introduz outra camada de complexidade nas operações: o Boge 1, com um rendimento de turbina de 0,6 m³/s, se beneficia do reservatório maior, mas com um rendimento limitado no nível do portão, quando comparado ao Boge 2.

Mesmo para cascatas como Boge, a aventron explorou a oportunidade de operações de despacho com preços reduzidos usando a flexibilidade de armazenamento existente no nível superior do reservatório. Veja como eles fizeram isso e os resultados que alcançaram sem nenhum custo operacional adicional dedicado à Boge.

Solução

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A HYDROGRID implementou um sistema de planejamento de produção automatizado e digitalmente otimizado para enfrentar esses desafios. O sistema se concentrou em:

1. Otimizando o uso da água: Ao gerenciar cuidadosamente o fluxo de água do reservatório superior de Boge até a barragem de admissão, o sistema garantiu que as turbinas operassem com a vazão ideal. Essa abordagem maximizou a eficiência do uso da água, mesmo com as pequenas capacidades de captação.
2. Aprimorando a flexibilidade de armazenamento: O uso otimizado da água liberou a capacidade de armazenamento na barragem de captação, permitindo que a Aventron gerenciasse melhor os níveis de água e respondesse às flutuações nas demandas de energia.
3. Envio com base no preço: Com maior flexibilidade de armazenamento, a Aventron poderia aproveitar estratégias de despacho baseadas em preços. O sistema permitiu que a empresa armazenasse água durante períodos de baixos preços de eletricidade e a liberasse quando os preços estavam mais altos, maximizando a receita.

Resultados

A implementação do sistema automatizado de planejamento de produção da HYDROGRID levou a melhorias significativas:

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• Aumento da eficiência: O uso otimizado da água resultou em uma operação mais consistente e eficiente das turbinas, apesar das pequenas capacidades de entrada.
• Flexibilidade aprimorada: A capacidade de armazenamento liberada permitiu que a aventron gerenciasse melhor os níveis de água e respondesse às demandas do mercado.
• Receita maximizada: Ao alavancar o envio baseado em preços, a aventron conseguiu capitalizar os preços mais altos da eletricidade, aumentando a lucratividade geral. Em 2024, eles obtiveram resultados 37% melhores para o projeto Boge, em comparação com métodos não otimizados, tudo sem adicionar pessoal extra.
• Custos de OpEx reduzidos: A solução automatizada foi capaz de fornecer gerenciamento de água 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob medida para cada local, sem adicionar mais pessoal ou comprometer a reatividade e a eficiência.

Conclusão

A parceria da aventron com a HYDROGRID demonstra o potencial do planejamento de produção automatizado e digitalmente otimizado no setor hidrelétrico. Ao otimizar o uso da água e aumentar a flexibilidade de armazenamento, a aventron conseguiu superar os desafios de pequenas capacidades de captação e maximizar sua eficiência operacional e receita.

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