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Geração de Energia Elétrica (GEE)
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Geração de Energia Elétrica
Aula 2Introdução ao
Sistema de Energia Elétrica (SEE)
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Geração de Energia Elétrica (GEE)
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Evolução do SEE (~100 anos)SISTEMAS ISOLADOS− Sistemas de pequeno porte (necessidades locais)− Pequena complexidade operacional− Falha em um equipamento interrompia continuidade
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Evolução do SEE (~100 anos)
CONEXÕES ENTRE SISTEMAS REGIONAIS− Habilita transporte de excedentes de produção− Aumenta a confiabilidade
SISTEMAS INTERLIGADOS− Sistemas de grande porte e dimensões− Capacidade de gerenciar escassez local− Grande complexidade operacional− Possibilidade/necessidade de buscar economia de
escala
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Componentes de um SEE 1/2
Geração~180 usinas
Transmissão~1200 LTs
Distribuição~450 SEs
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Componentes de um SEE 2/2
Fonte: Carlos A. Castro, Notas de aula da disciplinaIT 601 - Cálculo de Fluxo de Carga. http://www.dsee.fee.unicamp.br/~ccastro/cursos/it601/it601.html
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Dimensão do SEE
Sistema brasileiro − 2.000 barras (nós)− 3.000 linhas de transmissão (ramos)− 200 usinas
Sistemas de maior porte − 10.000 barras − 1.000 máquinas síncronas
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Dimensão do SEESistemaInterligado Nacional(2012)
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Intercâmbio entre as regiões(Sistema Interligado)
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Tensões usuais empregadas
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Extensão das LTs do SIN em km
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Estrutura da capacidade de geração instalada no SIN em MW
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Carga de Demanda SIN em MWh/hDemanda: Carga média em um período de tempo específico
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Carga de Demanda SIN em MWh/h(Comparações)
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Evolução da Carga de Energia MWmed
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Evolução da Geração de Energia Hidráulica
Geração de Energia
Hidráulica
2012 2006 %
Jan 24637,28 19499,41 26,35
Fev 25338,97 18906,45 34,02
Mar 0 20629,3 ‐100,00
Abr 0 19570,34 ‐100,00
Mai 0 18684,21 ‐100,00
Jun 0 19686,06 ‐100,00
Jul 0 19862,99 ‐100,00
Ago 0 20922,69 ‐100,00
Set 0 20155,79 ‐100,00
Out 0 19864,31 ‐100,00
Nov 0 20993,24 ‐100,00
Dez 0 20089,61 ‐100,00
Geração de Energia
Hidráulica
2012 2006 %
Jan 5149,71 4293,52 19,94
Fev 7588,69 4642,09 63,48
Mar 0 4551,52 ‐100,00
Abr 0 3654,34 ‐100,00
Mai 0 2979,45 ‐100,00
Jun 0 2167,57 ‐100,00
Jul 0 1605,33 ‐100,00
Ago 0 2000,78 ‐100,00
Set 0 3234,55 ‐100,00
Out 0 4297,49 ‐100,00
Nov 0 3495,39 ‐100,00
Dez 0 3713,04 ‐100,00
Brasil (SIN) Região Sul
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Carga de Demanda SIN em MWh/h
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Carga de Demanda SIN em MWh/h
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Situação dos principais reservatórios daRegião Sul (Março de 2012)
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HistóricoAnos 70: Estados Unidos• Movimento em favor da reestruturação defendia:
• Introdução da competição• Imposição de preços que refletissem os custos reais
de acordo com o uso
1982: Chile 1990: Inglaterra e NoruegaAnos 90: Brasil
Reestruturação do setor elétrico
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Projeto de RE-SEB 1996-1998
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)• Regulação e fiscalização
• www.aneel.gov.br
Mercado Atacadista de Energia (MAE)• Compra e venda de energia
Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS)• Coordenação e controle da operação• www.ons.gov.br
Reestruturação do setor elétrico
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2001• Crise de Abastecimento de Energia – “Apagão”
• Questionamentos sobre os rumos que o setor elétrico estava trilhando
2002• Comitê de Revitalização do Modelo do Setor Elétrico
2003 e 2004• Empresa de Pesquisa Energética – EPE • Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico - CMSE• Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE
• Ambiente de Contratação Regulada (ACR)• Ambiente de Contratação Livre (ACL)
Reestruturação do setor elétrico
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Evolução da Carga de Energia MWmedRacionamento de 2001 -> queda do consumo de EE
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Reestruturação do setor elétrico
• A Empresa de Pesquisa Energética – EPE, tem por finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor energético.
• A EPE possui escritório-central no Rio de Janeiro (RJ), onde se situa o corpo técnico e a base operacional da Empresa, e escritório-sede em Brasília (DF)
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Reestruturação do setor elétrico
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Reestruturação do setor elétrico
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Evolução da estrutura da oferta interna de energia
Para futuro está prevista uma maior diversificação da matriz energética brasileira.
1970: 2 energéticos (petróleo e lenha) = 78% do consumo de energia;
2000: 3 energéticos (+ energia hidráulica) = 74%
2030: projeta-se 4 energéticos (+ cana-de-açúcar e gás natural, - lenha) = 77% do consumo
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Evolução da estrutura da oferta interna de energia
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Evolução da estrutura da oferta interna de energiaParticipação dos energéticos
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Tarifas Residenciais Vigentes (2008)
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Conceitos básicos sobre a carga
Carga(1)equipamento que consome potência ativa, absorvendo
energiailuminação; aquecimento; força motriz ...
instalação que consome potência ativa, absorvendo energia
residência; condomínio; indústria; bairro; cidade
Fonteinclui 1 ou + geradoresgeralmente sistema mais complexo (geração +
transmissão + distribuição)equipamento ≈ tomadaresidência ≈ entrada de energia (medição)conjunto de consumidores ≈ rede secundáriaindústria ≈ rede de distribuição (linha em MT/AT)
(1) Observar que não se trata de “carga elétrica” que é medida em coulomb (C)
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Características comuns das cargas
Localização geográficaUrbana (bairros centrais)
> densidade de carga (W/m2)consumidores ≈ centros comerciais e escritóriosperíodo de funcionamento definido (horário comercial)hábitos de consumo comuns (próximo à capacidade instalada)quase plenamente edificado (novos consumidores são raros) →
crescimento da carga vegetativo (novos equipamentos)Suburbana (bairros periféricos da zona urbana)
< densidade de cargaconsumidores ≈ residências (+ freqüente), indústrias e comérciohábitos de consumo (complementar ao horário comercial)crescimento desorganizado
Ruraldensidade de carga muito baixaconsumidores ≈ residências (+ freqüente), indústrias e comérciohábitos de consumo diferenciados
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Características comuns das cargas
Finalidade (destino) da energia (uso final)depende do tipo de consumidor (segmento)
residência ≈ aquecimento, climatização, iluminaçãocomércio & escritório ≈ climatização, iluminaçãoindústria ≈ força motriz (3f), aquecimento, iluminaçãorural ≈ irrigação (bombas) e força motriz (agroindústrias)órgãos públicosiluminação pública
Finalidade intimamente relacionada comhábitos de consumoimportância da cargainstantes de maior consumoperturbação no sistema
partida de motores → queda de tensãocargas não-lineares → harmônicos
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Características comuns das cargas
Estrutura do mercado de distribuição de EE por segmento
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Características comuns das cargas
Níveis de dependência da EESensível
interrupção mesmo momentânea causaperda de produçãodanos a instalação
nem sempre é econômico possuir no-break (grandes instalações)
Semi-sensívelInterrupção < 10 min não causa prejuízoatendidas por no-breakInterrupção > 10 min pode causar perdas de horas ou até dias
Normaisnão ocasionam grande prejuízo, mas sempre existe:
residência/restaurante → deterioração de alimentosedifícios → bombeamento de água, elevador
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Características comuns das cargas
Classificação conforme ciclo de trabalhoContínuas
funcionam continuamente → consumo constanteinstalação dimensionada para este consumoconsumo & faturamento ↔ dimensão da instalação ☺
Transitórias cíclicasnão funcionam continuamenteciclo de trabalho periódicoinstalação dimensionada para atender consumo máximoconsumo & faturamento em função da média → sobre
dimensionamento
Transitórias acíclicasmaior complexidade no dimensionamento da instalação →
verificar possibilidade de coincidências e exclusões
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Características comuns das cargas
Variação ao longo do tempoHorário
Sazonalinverno/verãoperíodo seco ou úmido
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Características comuns das cargas
Tarifação - consumidores divididos por categoria por faixa de tensão com tarifas diferenciadasGrupo “A”: V ≥ 2,3 kV ou sistema subterrâneo de distribuição →
tarifária binômia. Subgrupos:A1 – V ≥ 230 kVA2 – 88 kV ≤ V ≤ 138 kVA3 – V = 69 kVA3a – 30 kV ≤ V ≤ 44 kVA4 – 2,3 kV ≤ V ≤ 25 kVAS – V ≤ 2,3 kV, atendidas por sistema subterrâneo de
distribuiçãoGrupo “B”: V < 2,3 kV → tarifária monômia. Subgrupos:
B1 – residencial B1 – residencial baixa rendaB2 – ruralB2 – cooperativa de eletrificação ruralB2 – serviço público de irrigaçãoB3 – demais classesB4 – iluminação pública
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