O Avanço da Energia Eólica e os Desafios dos Centros de ... · do SIN será reduzida de 67,8% em 2017 para 65,6% em 2022. As novas hidrelétricas serão majoritariamente do tipo

Brazil Windpower 2018

O Avanço da Energia Eólica e os Desafios dos Centros de Operação do Sistema

Sinval GamaDiretor de Operação

Rio de Janeiro, 08 de agosto de 2018

2

O Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS

Garantir o Suprimento de energia elétrica no país, com qualidade e equilíbrio entre segurança e custo global da

operação.

3

O Sistema Interligado Nacional - SIN

83%

17%

• Sistema hidro-termo-eólico de grande porte

• Predominância de usinas hidrelétricas

• Múltiplos proprietários

• Constituído por quatro subsistemas: Sul,

Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste e a maior parte

da região Norte

• A interconexão propicia:

transferência de energia entre subsistemas;

explora a diversidade entre os regimes

hidrológicos das bacias.

• Atendimento ao mercado com segurança

e economicidade

4


5

Tipo2017 2022 Crescimento 2017-2022

MW % MW % MW %

Hidráulica 105.406 67,8% 114.395 65,6% 8.989 8,5%Nuclear 1.990 1,3% 1.990 1,1% 0 0,0%

Gás / GNL 12.597 8,1% 15.641 9,0% 3.044 24,2%Carvão 3.138 2,0% 3.420 2,0% 282 9,0%

Óleo / Diesel 4.732 3,0% 5.018 2,9% 286 6,0%Biomassa 13.623 8,8% 13.829 7,9% 206 1,5%Outras (1) 779 0,5% 950 0,5% 171 22,0%

Eólica 12.309 7,9% 15.373 8,8% 3.064 24,9%Solar 952 0,6% 3.638 2,1% 2.686 282,1%Total 155.526 100,0% 174.254 100,0% 18.728 12,0%

(1) Usinas Biomassa com CVU


Matriz de Energia Elétrica de 2017 e 2022

BRASIL

6

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000ja

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3

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7

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t/20

17

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/20

18

abr/

20

18

Balanço Energético do SIN 2009 – 2018 – Médias mensais

Hidráulica Solar Eólica Térmica Importação/Exportação Carga

7

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

01/01/2018 01/02/2018 01/03/2018 01/04/2018 01/05/2018 01/06/2018 01/07/2018

Balanço Energético do SIN 2018 - Médias diárias

Hidráulica Solar Eólica Térmica Importação/Exportação Carga

8


Tipo2017 2022 Crescimento 2017-2022

MW % MW % MW %

Hidráulica 11.072 38,0% 11.092 30,9% 20 0,3%Nuclear 0 0,0% 0 0,0% 0 0,0%

Gás / GNL 2.121 7,3% 3.665 10,2% 1.544 22,9%Carvão 1.085 3,7% 1.085 3,0% 0 0,0%

Óleo / Diesel 2.577 8,9% 2.863 8,0% 286 4,2%Biomassa 1.470 5,0% 1.454 4,1% -16 -0,2%Outras (1) 29 0,1% 45 0,1% 16 0,2%

Eólica 10.046 34,5% 13.080 36,5% 3.034 45,1%Solar 714 2,5% 2.564 7,2% 1.850 27,5%Total 29.114 100,0% 35.848 100,0% 6.734 100,0%

Matriz de Energia Elétrica de 2017 e 2022

NORDESTE

9


Balanço Energético do Nordeste 2009 - 2018

10


Recordes

Hidro -> 19% -> 1816 MW médios

Carga NE -> 9792 MW médios

Eólica -> 72% -> 7062 MW médios

Termo -> 25% -> 2446 MW médios

Solar -> 2% -> 219 MW médios

Exportação NE -> -18% -> 1751 MW médios

11

Atendimento à demanda do NE


Minimização da

Defluência no Rio São

Francisco

(defluência de 550 m³/s)

GT adicional dimensionado em

função do comportamento da carga

e da geração eólica

(Deliberação 169ª Reunião CMSE)

Hidráulica

Eólica

TérmicaOrdem de Mérito

RNE__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Demanda

12


O parque gerador brasileiro está passando por um processo de

transformação e transição:

A hidroeletricidade continuará como a principal fonte de geração

de energia, embora sua participação no total da potência instalada

do SIN será reduzida de 67,8% em 2017 para 65,6% em 2022.

As novas hidrelétricas serão majoritariamente do tipo a fio d’água

e, consequentemente, a capacidade de regularização do SIN

diminuirá gradativamente, tornando o sistema cada vez mais

dependente de geração complementar à hídrica, sobretudo durante

a estação seca.

Operar o sistema disponível, com suas particularidades e com o

melhor resultado

Características da Geração Eólica

14


Fonte de Energia(MW médio)

Previsível (Anual / mensal)

Sazonal (1º e 2º semestre)

Difícil previsibilidade

Variabilidade(mínimo x máximo)

Dependência das

Condições climáticas

Permite um adequado

planejamento de médio e longo

prazos

Fonte de Potência(MW instantâneo)

Desafio à operação

em Tempo

Real

15


Tomada de decisões de despachos de geração em outras fontes de energia:

Despachar ou não uma usina térmica, analisando o tempo de partida da mesma,

as restrições de tempo mínimo que devem permanecer sincronizadas ao

sistema;

Despachar geração hidráulica em bacias com nível de armazenamento crítico;

Explorar o intercâmbio de energia entre subsistemas;

Reduzir ou bloquear o intercâmbio internacional.

Desafio à operação em Tempo Real

Operação Econômica

e Segura

16


Elevada Variabilidade

Variação equivalente 43% da cargamáxima do NE neste dia

Variação equivalente a 35% da cargamáxima do NE neste dia

UHE Xingó (Maior Usina do NE) = 3162 MW

3600 MW(em 8 horas)

Ocorrida

Prevista

Geração Eólica Total no Nordeste – 30/05/18

Ocorrida

Prevista

Geração Eólica Total no Nordeste – 05/06/18

4800 MW(em 15 horas)

17



400 MW / 40 min

500 MW / 45 min

1h25min

Geração Eólica João Câmara – RN (MW) - Dia 07/06/2018

18



4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

Geração Eólica total no NE - Dia 22/10/2017

1267 MW/hora(12% da carga máxima

do NE)

19


Difícil Previsibilidade

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

00

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01

:00

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:00

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03

:00

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:30

04

:00

04

:30

05

:00

05

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06

:00

06

:30

07

:00

07

:30

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:00

08

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:00

09

:30

10

:00

10

:30

11

:00

11

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12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

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17

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18

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:00

19

:30

20

:00

20

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21

:00

21

:30

22

:00

22

:30

23

:00

23

:30

00

:00

Geração Eólica Total no Nordeste Dias 14 e 15/05/17

14/05/2017 15/05/2017

2900 MW

20

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

18000

0:3

00

1:0

00

1:3

00

2:0

00

2:3

00

3:0

00

3:3

00

4:0

00

4:3

00

5:0

00

5:3

00

6:0

00

6:3

00

7:0

00

7:3

00

8:0

00

8:3

00

9:0

00

9:3

01

0:0

01

0:3

01

1:0

01

1:3

01

2:0

01

2:3

01

3:0

01

3:3

01

4:0

01

4:3

01

5:0

01

5:3

01

6:0

01

6:3

01

7:0

01

7:3

01

8:0

01

8:3

01

9:0

01

9:3

02

0:0

02

0:3

02

1:0

02

1:3

02

2:0

02

2:3

02

3:0

02

3:3

00

0:0

0

07/07/2018 08/07/2018

Geração Eólica Total na Região Sul - Dias 07 e 08/07/18



1185 MW

21



0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

00

:30

01

:00

01

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02

:00

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:00

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:30

04

:00

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:30

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:00

05

:30

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:00

06

:30

07

:00

07

:30

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:00

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:30

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:00

09

:30

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:00

10

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:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

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:00

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:00

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:00

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21

:30

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:00

22

:30

23

:00

23

:30

00

:00

Geração Eólica no estado do RN

09/05/2018 10/05/2018

1500 MW

Pot. instalada 3555 MWVariação de 43%

22


Sazonalidade

Fator de Capacidade Médio (%) - Brasil

23

Importação/Exportação pela Região NE


Sazonalidade

• Período de Agosto a Novembro – Alta incidência de Queimadas nas Interligações• Alto Fator de Capacidade para as Usinas Eólicas• Valores reduzidos de Recebimento de Energia pela Região NE

24


Sazonalidade

• Período de Agosto a Novembro – Alta incidência de Queimadas nas Interligações• Alto Fator de Capacidade para as Usinas Eólicas• Valores reduzidos de Recebimento de Energia pela Região NE

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-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

00

:00

00

:30

01

:00

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:00

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:00

22

:30

23

:00

23

:30

00

:00

Geração Eólica do NE x Recebimento pelo NEDia 05/11/16

Total eólica NE Recebimento pelo NE

Das 11h25 às 17h12 houve 16

desligamentos, motivados por queimada, nas

interligações 500 kV Norte/Nordeste e

Norte/Sul, sem consequências para

o SIN.


Sazonalidade

Reserva de Potência Operativa

27

Alocação de reserva no Subsistema NE (Hoje)

FC = 8%FC = 71%Dia 23/07/2018 Dia 23/02/2018

Alocação de folga e

reserva de geração

para suprir a alta

variabilidade das

eólicas


28


Decorrente da forte inserção da geração eólica no SIN o ONS revisitou o Submódulo

10.6 Controle de Geração dos Procedimentos de Rede, com o objetivo de reavaliar a

metodologia e critérios para a definição da Reserva de Potência Operativa (RPO). Este

documento tem por objetivo “estabelecer premissas, diretrizes, critérios e

responsabilidades para o controle da geração, o controle da reserva operativa e para o

Controle Automático de Geração – CAG na Rede de Operação.

Com base na proposta do ONS, a ANEEL abriu a Audiência Pública nº 015/2018 -

Nova metodologia para dimensionamento da Reserva de Potência Operativa, face

ao crescimento de geração eólica, para receber contribuições de todos os

interessados no assunto.

29


Curvas de permanência das variações da geração eólica instantânea em relação à média dos

valores extremos dos intervalos de programação nos subsistemas Nordeste e Sul no ano de

2015.

Variabilidade - quantificação da máxima variação da geração eólica no intervalo

de programação

5,3% 6,7%

14,9%15,6%

30


Conclusão:

Para a cobertura das variações positivas e negativas da geração eólica, serão

adotados para a nova parcela Reol de RPO os valores de 6% para o subsistema

Nordeste e 15% para o subsistema Sul (tanto para a elevação, quanto para a redução

de geração), calculados em relação à geração eólica prevista para cada intervalo de

programação. Estes percentuais serão alocados na Reserva Secundária (Unidades

Geradoras sob o CAG).

𝑅2𝑒𝑖 = 4%𝐶𝑖

𝑅2𝑟𝑖 = 2,5%𝐶𝑖

+𝑅𝑒𝑜𝑙𝑖

+𝑅𝑒𝑜𝑙𝑖

(reserva para elevação de geração)

(reserva para redução de geração)

R2 (regulação secundária): 4% da carga da área para elevação de geração; 2,5% da carga para redução de geração (distribuída entre as usinas que participam do CAG).

Reserva Girante do NE

32

Reserva Girante do Nordeste

Condições atuais de operação do Subsistema Nordeste1. Redução da participação da geração hidráulica devido às condições hidrológicas

desfavoráveis2. Elevação da participação da Geração Eólica3. Utilização de Geração Térmica de pequeno porte4. Níveis de recebimento de potência elevados em determinadas condições

Com a redução da inércia do sistema (Itens 1,2 e 3) Foi necessária a elevação do cortede carga por subfrequência (ERAC) para garantir a segurança em caso de perda dasinterligações com níveis elevados de intercâmbio (item 4)

Planejar o sistema futuro penando em elevar a inércia do sistema:1. Reforçar as interligações reduzindo o risco de ilhamento do Nordeste2. Panejar usinas térmicas de grande porte para utilização na base3. Utilizar compensadores síncronos (possuem inércia) para o controle de tensão em

substituição aos compensadores estáticos (sem inércia)

Previsão de Geração Eólica

34

Previsão de geração eólica – processoProgramação


Recebimento das previsões de vento

CPTEC, ECMWF e GFS

Execução do modelo de previsão de

geração eólica do ONS

Previsão com vento CPTEC

Previsão com vento GFS

Previsão com vento ECMWF

Previsão combinada

Combinação das previsões

Programa Diário de Produção

CPTEC – Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (Brasil)ECMWF – European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (Espanha)GFS – Global Forecast System (Estados Unidos)

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Previsão em Tempo Real

Algoritmo de Combinação

Potência (MW)

Tempo (h)

Potência (MW)

Tempo (h)

Prev. GFS

Prev. CPTEC

Prev.. ECMWF

Prev. Comb.

Ocorrida


Sistema de Gestão das Previsões Eólicas - SGPE

Tempo Real

36



Tempo Real

37



Tempo Real

Acompanhamento da Geração Eólica

39

Acompanhamento da Geração Eólica

Mensalmente o ONS emite boletim com informações consolidadas da geração eólicaem todo o Brasil. Este boletim é disponibilizado no endereço:

http://www.ons.org.br/RESULTADOS DA OPERAÇÃO/BOLETINS DA OPERAÇÃO/BOLETIMMENSAL DE GERAÇÃO EÓLICA

Relatórios de gestão e divulgação externa

Diariamente o ONS emite o IPDO – Informativo Preliminar Diário da Operação, comdiversas informações sobre a operação realizada no SIN, inclusive informações dageração eólica no Brasil. Este boletim é disponibilizado no endereço:

http://www.ons.org.br/RESULTADOS DA OPERAÇÃO/BOLETINS DA OPERAÇÃO/IPDO

http://www.ons.org.br/download/resultados_operacao/boletim_mensal_geracao_eolica/

http://www.ons.org.br/resultados_operacao/Boletins

40

Relatório de Acompanhamento da Operação do SIN

Cenário Nacional

41

Relatório de Acompanhamento da Geração Eólica

Cenário Nacional

Visão de Futuro

43

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