watch?t=28&v=jlkvzcG1UMkclodomirounsihuayvila.weebly.com/uploads/1/0/2/1/10218846/aula_6_1_te157.pdf–Atuação...

https://www.youtube.com/watch?t=28&v=jlkvzcG1UMk

Smart Cities

Tendência mundial relativa ao uso de soluções intensivas de TICs como instrumentos para

tornar cidades mais inteligentes, otimizando certos aspectos da vida urbana.

Smart Cities- Cidades Inteligentes

https://www.youtube.com/watch?v=lKpoi8lf_tIhttps://www.youtube.com/watch?v=5kgZXjSrKsQhttps://www.youtube.com/watch?v=8Nn5wM2dytEhttps://www.youtube.com/watch?v=v52t-QbiyyQ

Sistemas de Energía Eléctrica (SEE)

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Sistemas de Energia Elétrica: Presente

11

Geração centralizada de grande portelocalizada distante dos grandes centros decarga.

Médio/alto nível de automatização emonitoramento de sistemas de transmissãoe de geração.

Baixo nível de monitoramento eautomatização em sistemas de distribuiçãode energia elétrica.

O consumidor final é passivo.

Poucas oportunidades para a proposição denovos serviços.

Sistemas de Energia Elétrica: Presente

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Sistema radial

Planejamento e operação de baixa complexidade

Proteção dos equipamentos também de baixa complexidade

Fluxo de energia unidirecional

Consumidor Final é Passivo

Baixo nível de monitoramento e automatização em sistemasde distribuição de energia elétrica

Sistemas de Distribuição

Cenário Atual

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Crescente aumento da demanda por energia

elétrica

Necessidade de diversificação da matriz

energética

Necessidade da redução da emissão de gases

estufa (CO2)

Interesses econômicos e governamentais

Confiabilidade e qualidade da energia

elétrica

Consumidores mais exigentes

Como lidar com estes fatos?

Cenário Atual

Como lidar com estes fatos?

• Smart grid não é uma tecnologia!

• Smart grid não é algum tipo de equipamento!

• Smart grid não é uma metodologia!

• Smart grid é um conceito, uma Visão!

• https://www.youtube.com/watch?v=ycbrDCNKosI

• https://www.youtube.com/watch?v=N8jqbKd8hVg

Redes Elétricas Inteligentes (REI)Smart Grid (SG)- Conceitos

Redes Elétricas Inteligentes (REI)Smart Grid (SG)- Conceitos

• É uma rede elétrica com elevada integração detecnologia de informação, telecomunicações,sensoriamento/medição e automação, deforma a aumentar consideravelmente suacapacidade de atender cenários com fontesintermitentes e distribuídas de energia, altosrequisitos de confiabilidade, baixo impacto nomeio ambiente e compatível com novosmercados de energia.

Concepto más amplio:

Aplicación integrada de distintos desarrolloscientíficos y tecnológicos a los sistemas de energíaelétrica con la finalidad que este sistema, “sienta”las necesidades, y “sepa” los deseos de la nuevasociedad y “tome las decisiones” pertinentes!

SMART GRID- CONCEPTOS

CONCEITORede Elétrica

+ Dispositivos de Alta Tecnologia

+ Sensoriamento do Sistema

+Telecomunicações

+ Sistemas Computacionais

de Apoio

=

Fluxo de Energia Bidirecional+

Fluxo de Informações Bidirecional +

Novos Produtos e Serviços

Potenciais Mudanças nos Sistemas Atuais

Fonte: D. J. Falção, 2014

Potenciais Mudanças nos Sistemas Atuais

20

Fontes: Argonne US National Laboratory, CISCO

GeraçãoTransmissão Distribuição

Consumidor

Impacto nos sistemas de distribuição: Alto

Passado/Presente:

• Monitoramento manual

• Proteção limitada e localizada

• Reduzida capacidade de isolamento de faltas

• Furto de energia

• Perdas técnicas elevadas

• Rede passiva

Futuro (potencial):

• Monitoramento remoto e automático

• Proteção adaptativa

• Monitoramento e informação dosistema em tempo real para o isolamentode faltas

• Monitoramento para reduzir o furto deenergia

• Sistemas integrados para redução deperdas técnicas

•Geração distribuída

Potenciais Mudanças nos Sistemas Atuais

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Fontes: Argonne US National Laboratory, CISCO

GeraçãoTransmissão Distribuição

Consumidor

Impacto nos consumidores: Alto

Passado/Presente:• Cargas tradicionais (simples e bem comportadas)

• Impossibilidade em exercer controle direto sobre ouso de energia dos consumidores (pelasconcessionárias). Respostas limitadas a programasde eficiência energética

• Falta de conhecimento sobre como osconsumidores estão utilizando a energia (pararedução e otimização do uso)

• Dificuldades em utilizar geração distribuída esistemas de armazenamento de energia para melhoraproveitamento do sistema elétrico

• Interrupções no fornecimento de energiarelativamente prolongadas e frequentes

Futuro (potencial):• Dispositivos digitais/microprocessados/eletrônicos

• Soluções de resposta à demanda com controledireto sobre a carga

• Infraestrutura avançada de medição

• Soluções para gerenciamento de energiaresidencial

• Soluções para integrar recursos associados adistribuição, geração e armazenamento de energia

• Sistemas de automação que permitem detecçãoantecipada ou mesmo prevenção de falhas/defeitos,reduzindo as interrupções

Fuente: EPRI, 2014

Sistema Futuro:

Potenciais Mudanças nos Sistemas Atuais

Smart Grids: Características Principais

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Auto-Recuperação

Medidores Eletrônicos/Inteligentes

Consumidor Ativo

Elevados Índices de Confiabilidade e de QEE

Geração distribuída e armazenadores de

energia

Novos modelos de negócio

Geração Distribuída

• Fonte de geração de energia conectada diretamente na rede distribuição ou ao consumidor e que utilize fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração (REN 482/2012, ANEEL)

Vantagens da Geração Distribuída

• Geração de Energia próxima de onde ela é consumida

• Redução global de perdas

• Implementação em espaço de tempo relativamente curto

• Possível operação em horários de ponta, diminuindo a flutuação de preço

• Benefícios ambientais quando utilizam energias renováveis ou resíduos agressivos ao meio ambiente como combustível

• Abordagem modular dos problemas, atendendo demandas particulares com soluções específicas

• Redução no carregamento da rede, maior flexibilidade operativa e melhor perfil de tensão

Desvantagens da Geração Distribuída

• Potencial aumento do nível de curto-circuito, flicker, flutuação de potência ativa, flutuação de tensão e harmônicos

• Aumento na complexidade da proteção, operação, planejamento integrado e manutenção.

• Custos das tecnologias aplicadas relativamente elevados

• Algumas fontes dependem da variabilidade de fenômenos naturais como ventos, incidência do sol, chuva e outras, sendo então sujeitas a influências meteorológicas e sazonais

• O aparecimento de fluxos de potência de sentido contrário ao convencional

Conexão da GD ao Sistema Elétrico

• Riscos:

– Erro de sincronismo

– Atuação indevida da proteção do gerador

– Atuação indevida da proteção da rede elétrica

– Instabilidade ou mau funcionamento do gerador

– Eventos indesejáveis na rede da concessionária

– Riscos de morte aos operadores da rede elétrica

Fonte: Toyama, J. et al. (2010)

Resolução Normativa 482/2012

Fonte: AneelFonte: ANEEL, 2015

Resolução Normativa 482/2012

Fonte: AneelFonte: ANEEL, 2015

Potência Eólica Gerada

Energia solar fotovoltaica – sistemasconectados à rede elétrica

Armazenamento e Smart Grids

Armazenamento de energia na rede elétrica

Armazenamento de energia na rede elétrica

Armazenamento de energia na rede elétrica

• Benefícios

Armazenamento de energia na rede elétrica

• Benefícios

Armazenamento de energia na rede elétrica

• Benefícios

Veículos Elétricos e Smart Grid

Veículos Elétricos e Smart Grid

Veículos Elétricos e Smart Grid

Fonte: Itaipu, 2014

Veículos Elétricos e Smart Grid

Fonte: Itaipu, 2014

Veículos Elétricos e Smart Grid

Fonte: Itaipu, 2014

Veículos Elétricos e Smart Grid

Fonte: Itaipu, 2014

Veículos Elétricos e Smart Grid

Fonte: Itaipu, 2014

Veículos Elétricos e Smart Grid

Fonte: Itaipu, 2014

Veículos Elétricos e Smart Grid

Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REI

• Conceito: “Planejamento e implementação de atividades para influenciaro uso de eletricidade do consumidor de maneira que produza mudançasdesejadas na curva de carga de um sistema elétrico” (GELLINGS, 1985)

VS GLD

Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REI

Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REI

Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIProgramas de RD para Quem?

Fonte: N. Kagan, 2014

Fonte: N. Kagan, 2014

Fonte: N. Kagan, 2014

Fonte: N. Kagan, 2014

Fonte: N. Kagan, 2014

Fonte: N. Kagan, 2014

Que es uma Microrred?

• Sistema compuesto por sistemas de generación, almacenamiento y cargas,‒ que funcionan bien conectadas o aisladas de la red eléctrica.

• Coexistencia de fuentes de generación de energía eléctrica y térmica

• Controlado por el operador del sistema como un sistema agregado.

• La energía generada y consumida debe ser monitorizada y despachada.‒ Recomendable un punto de conexión a la red eléctrica.

Fonte: E. Perea, 2014

Microred/ Comportamento

• Quando conectado ao sistema principal:

– Monitoramento do despacho através de telemedição.

– Executar o despacho econômico, compensação de reativos, etc

– Garantizar a operação sincronizada com o sistema principal, gerenciamento troca de cargas entre ele e a microrrede.

Microred/ Comportamento

• Quando desconectado do sistema principal:

– Manter cargas prioritárias alimentadas, avaliando a possibilidade de energia.

– Administrar sistemas de armazenamento de energia como megacapacitores, baterias e flywheels

– Analisar a possibilidade de reconectar com a rede principal se for vantajoso.

Microrred/Vantagens

• Menor impacto ambiental

• Maior eficiência por meio de cogeração e plantas de aproveitamento residual e pela proximidade da carga.

• Melhora na qualidade e confiabilidade do suprimento de energia elétrica.

• Aumento de concorrência no suprimento reduziria o custo da energia elétrica.

Motivadores para a Implantação do SG(Brasil)

Fonte: ANEEL, 2015

Fonte: Ricardo Rivera Et. Al., 2013.

Redução Despesas Operacionais

Aprimorar Indicadores

Aprimorar Gerenciamento de Carga

Aprimorar Gestão dos Ativos

Redução de Perdas Não-Técnicas

Aprimorar Operações (Distribuição)

Aprimorar Indicadores

Aprimorar Gerenciamento de Carga

MOTIVADORES-CHAVE DO SMART GRID PARA DISTRIBUIDORAS

Fonte: ANEEL, 2014

Motivadores para a Implantação do SG(Brasil)

Motivadores para a Implantação do SG(Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015

• Iniciativas da ANEEL para inserção das REIs

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015

● Diferentes valores de tarifa ao longo do dia

● Incentivo à redução do consumo nos horários de pico do sistema

● Necessidade de disponibilização da infraestrutura de medição

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)

• Geração Distribuída – REN 482/2012

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015

• Sistema de compensação de energia elétrica

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015

Medição Eletrônica – REN 502/2012

Motivadores para a Implantação do SG (Brasil)