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1 A Geração Distribuída e as Redes de Distribuição Angelo Vian Setembro de 2004.

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1 1 A Geração Distribuída e as Redes de Distribuição Angelo Vian Setembro de 2004

2 2 Geração Transmissão Distribuição Carga

3 3 CargaCarga CargaCargaCargaCargaCargaCarga

4 4 CargaCarga CargaCargaCargaCargaCargaCarga GDGD GDGD GDGD GDGD GDGD GDGD

5 5 GDGD cargacargacargacarga sentidos possíveis do fluxo

6 6 Problemas decorrentes da inserção da Geração Distribuída em Redes de Distribuição: Comerciais Comerciais Gerenciais Gerenciais Regulatórios Regulatórios Técnicos / operativos Técnicos / operativos

7 7 Produção da potência em um local bem próximo de onde é consumidaProdução da potência em um local bem próximo de onde é consumida Redução global das perdasRedução global das perdas Possível redução da necessidade de novas linhas de transmissão e de distribuiçãoPossível redução da necessidade de novas linhas de transmissão e de distribuição As vantagens – além daquelas intrínsecas ao próprio processo de geração da GD – mais evidentes e óbvias são: Não deveria, então, ser difícil identificar e quantificar os custos realmente evitados.

8 8 Maior complexidade, inclusive técnica, no nível de operação do despacho centralMaior complexidade, inclusive técnica, no nível de operação do despacho central Impactos importantes – e conseqüente necessidade de modificações – nos procedimentos de operação, proteção, controle etc. da rede de distribuiçãoImpactos importantes – e conseqüente necessidade de modificações – nos procedimentos de operação, proteção, controle etc. da rede de distribuição As desvantagens mais óbvias são:

9 9 Controle dos níveis de tensão e de reativos Controle dos níveis de tensão e de reativos Interações durante situações de curto Interações durante situações de curto Modificações relativas ao sistema de proteção da Rede de Distribuição Modificações relativas ao sistema de proteção da Rede de Distribuição Sistemática de ilhamento e recuperação após falhas Sistemática de ilhamento e recuperação após falhas Problemas técnicos / operativos concernentes à Rede de Distribuição:

10 10 Níveis de potência de curto-circuitoNíveis de potência de curto-circuito Sistemas de proteção e controleSistemas de proteção e controle Regulação do nível de tensão e seu perfilRegulação do nível de tensão e seu perfil Gestão da rede em condições de emergênciaGestão da rede em condições de emergência Qualidade do fornecimentoQualidade do fornecimento As criticidades dos componentes e dos procedimentos operativos e de gestão das redes atuais de distribuição, implantados na hipótese das redes serem totalmente passivas, para qualquer nível de tensão (MT e BT), estão relacionadas a:

11 11 Variações de tensão Variações de tensão Proteções durante perturbações do Sistema Proteções durante perturbações do Sistema Religamentos não síncronos Religamentos não síncronos Limites para a geração de harmônicos provenientes da GD Limites para a geração de harmônicos provenientes da GD Proteção da GD em relação a sobre- tensões Proteção da GD em relação a sobre- tensões Preocupações concernentes aos equipamentos da própria GD:

12 12 A presença da GD na rede radial acarreta a modificação dos procedimentos de regulação de tensão em regime, hoje coordenados a partir da cabine primária. Deve-se notar que variação da carga é diferente em relação à GD. cargacarga GD GD O processo de ilhamento [GD / carga] cabineprimária

13 13 Em condições de emergência, quando se abre o disjuntor da MT, todo o alimentador deve estar desenergizado. Isto impõe que toda a GD seja desconectada junto com o alimentador. O mesmo deve ocorrer quando da reenergização. Não devem existir ilhas de tensão nos alimentadores, nem na abertura, nem no religamento.

14 14 O ideal é que todas as unidades de GD sejam conectadas em uma única barra, que seria, no caso, desconectada. Entretanto, isto é difícil e, possivelmente, anti-econômico. O sistema de proteção e controle deve desligar toda a GD, inclusive para preservar sua integridade.

15 15 SegurançaSegurança Regulação, tanto em condições de operação em regime normal, como em condições de emergênciaRegulação, tanto em condições de operação em regime normal, como em condições de emergência Qualidade do fornecimentoQualidade do fornecimento A rede de distribuição, no nível de MT e BT, perde a característica de rede passiva e nascem problemas de:

16 16 Ilhas independentes e autônomas Ilhas independentes e autônomas São verdadeiras redes autônomas. – A experiência demonstra que são anti- econômicas e não conseguem garantir os requisitos mínimos de qualidade da energia fornecida. cargacarga GD GD cabine primária

17 17 Ilhas independentes e não-autônomas Ilhas independentes e não-autônomas São ligadas à rede, a qual resulta como a referência fundamental quanto à freqüência e tensão. A rede de distribuição é também essencial como back-up, em caso de desequilíbrio entre carga e GD, dentro da ilha. Estas ilhas são tecnicamente viáveis em determinadas circunstâncias. Entretanto, são complicadas em relação à regulamentação e operação e, geralmente, hostilizadas pelas companhias distribuidoras.

18 18 Integração e gerenciamento da GD junto às redes de distribuição existentesIntegração e gerenciamento da GD junto às redes de distribuição existentes Criticidade dos sistemas de proteção das atuais redes de distribuição vs. a presença da GDCriticidade dos sistemas de proteção das atuais redes de distribuição vs. a presença da GD Necessidade de normatização e monitoração constante da qualidade da energiaNecessidade de normatização e monitoração constante da qualidade da energia Oportunidade para novas configurações da rede de distribuição a fim de incorporar e explorar a GD já no seu planejamentoOportunidade para novas configurações da rede de distribuição a fim de incorporar e explorar a GD já no seu planejamento Dificuldades de se especificar normas claras e abrangentes face às especificidades de cada rede e da própria GDDificuldades de se especificar normas claras e abrangentes face às especificidades de cada rede e da própria GD Resumo dos impactos decorrentes da GD inserida na Rede de Distribuição:

19 19 Disjuntores e seccionadores na média e baixa tensãoDisjuntores e seccionadores na média e baixa tensão Proteções de linhasProteções de linhas CabosCabos Comutadores sob carga AT/MTComutadores sob carga AT/MT Os componentes da rede de distribuição afetados são: A profundidade do impacto da GD depende muito da rede e da própria GD que se pretende instalar – o que deve ser verificado caso a caso. Para solucionar todos os problemas deve-se lançar mão dos recursos mais modernos de supervisão e controle do sistema como um todo (rede + GD) – incluindo parâmetros de valoração comercial da oportunidade do despacho da GD na programação do despacho central

20 20 Deslocamento dos investimentos nas redes de transmissão e de distribuiçãoDeslocamento dos investimentos nas redes de transmissão e de distribuição Redução das necessidades de ponta (peak shaving), reduzindo custo da ponta, perdas etc.Redução das necessidades de ponta (peak shaving), reduzindo custo da ponta, perdas etc. Melhoria da qualidade da energia fornecida ao usuário, proporcionando, inclusive, um controle do nível de tensão mais efetivo quando da variação da carga.Melhoria da qualidade da energia fornecida ao usuário, proporcionando, inclusive, um controle do nível de tensão mais efetivo quando da variação da carga. Conclusões A presença da GD na rede pode proporcionar:

21 21 As dificuldades da inserção da GD estão, sobretudo, relacionadas aos problemas de compatibilidade com as redes de distribuição e uma eventual rigidez regulatória, ou indefinição, ou até inexistência, de um quadro normativo apropriado. A meu ver, na situação atual, acho que é a GD que, pelo menos no curto prazo, se deve adequar às exigências das redes de distribuição. Uma possível adequação recíproca, GD vs rede e rede vs GD, deveria ser pelo menos cogitada. O problema, como sempre, não é técnico, ou de engenharia. É, acima de tudo, econômico!

22 22 Em vista da GD resultar, mais cedo ou mais tarde, em uma componente importante e inelutável da matriz energética da maior parte dos países, inclusive o Brasil, é de se pensar se não vale a pena começar a investir desde já para impor a compatibilidade recíproca entre a Geração Distribuída e as Redes de Distribuição.


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