Análise dos perfis de consumo elétrico em Portugal para apoiar a integração de energia solar na rede

Abstract

A crescente integração na rede elétrica de fontes de energia renovável, em particular energia solar, tem-se revelado um desafio para a sua gestão. A produção descentralizada, associada às Unidades de Produção para Autoconsumo (UPAC), pode originar situações de sobreprodução local durante o período diurno e maior procura ao final do dia, potenciando o fenómeno duck curve. Assim, torna-se fundamental compreender a variabilidade do consumo elétrico e identificar áreas com maior capacidade de absorção de energia solar sem comprometer a estabilidade da rede. Este estudo caracteriza os perfis de consumo elétrico em Portugal com base em dados diários de abril de 2023, referentes a 464 códigos postais. Para avaliar a variabilidade intra e inter diária, foi calculado o rácio de variação de consumo e aplicado o algoritmo K-Means para agrupar perfis semelhantes. Foram ainda considerados indicadores de presença de UPAC, como potência instalada e número de instalações por Código de Ponto de Entrega. A análise identificou quatro perfis distintos de consumo — padrão, variável, com variação inter diária e com variação intra diária. Verificou-se que a presença de UPAC ainda não explica as diferenças entre perfis, devido à reduzida difusão atual destas unidades. Os resultados permitem compreender melhor a distribuição espacial e temporal do consumo elétrico em Portugal e apoiar o planeamento de políticas de integração de energia solar. Adicionalmente, este estudo demonstra o potencial da análise de dados para avaliar a flexibilidade do consumo e promover uma transição energética mais eficiente.

The increasing integration of renewable energy sources into the power grid, particularly solar energy, has posed significant challenges for grid management. Decentralized generation, associated with Self-Consumption Production Units (UPAC), can lead to local overproduction during daylight hours and higher demand in the evening, amplifying the duck curve phenomenon. Therefore, it is essential to understand the variability of electricity consumption and identify areas with greater capacity to absorb solar energy without compromising grid stability. This study characterizes electricity consumption profiles in Portugal based on daily data from April 2023, covering 464 postal codes. To assess intra- and inter-daily variability, the consumption variation ratio was calculated, and the K-Means algorithm was applied to group similar profiles. Indicators related to the presence of UPAC, such as installed capacity and number of installations per Supply Point Code, were also considered. The analysis identified four distinct consumption profiles – standard, variable, with inter-daily variation, and with intra-daily variation. The presence of UPACs was found not to explain the differences between profiles, due to their limited current diffusion. The results provide a better understanding of the spatial and temporal distribution of electricity consumption in Portugal and support the planning of solar energy integration policies. Furthermore, this study demonstrates the potential of data analysis to assess consumption flexibility and promote a more efficient energy transition.