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Procedimentos Operativos para Assegurar o Suprimento Energético do SIN GESEL Grupo de Estudos do Setor Elétrico UFRJ Rio de Janeiro, 09 de julho de 2008.

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1 Procedimentos Operativos para Assegurar o Suprimento Energético do SIN GESEL Grupo de Estudos do Setor Elétrico UFRJ Rio de Janeiro, 09 de julho de 2008

2 2 Sumário 1.Motivações 2.Procedimentos Operativos 3.Exercício de Aplicação para o PMO de Junho/08 4.Novos Desafios do ONS com Relação à Segurança

3 3 1. Motivações

4 4 Na 59ª reunião do Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico - CMSE foi aprovada a utilização dos Procedimentos Operativos de Curto Prazo que visam assegurar o atendimento energético do SIN. A Nota Técnica correspondente será submetida ao processo de Audiência Pública pela ANEEL. A aplicação desses procedimentos operativos conduzirá a um menor uso dos estoques armazenados nos reservatórios do SIN, com benefícios para a segurança energética. Introdução

5 5 Motivações - Características da Oferta Hidroelétrica Escassez de novos projetos Escassez de novas usinas com reservatórios com capacidade de regularização plurianual Dificuldades para licenciamento ambiental Termoelétrica Em geral, operam em complementação à geração hidroelétrica Novas UTEs com custo variável unitário elevado Indisponibilidade temporária de gás natural Necessidade de se dispor de Procedimentos Operativos de Curto Prazo

6 6 Histórico do SIN - Regularização

7 7 Perda de Regularização dos Reservatórios 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8, CMO (R$/MWh) EAR max / Carga

8 8 Condições Verificadas – Ano 2007 – Período Úmido / Período Seco Região SE/CO EAR 01/01 : 54% EAR 30/04 : 87% EAR 30/11 : 48% Período Úmido Período Seco EAR 31/12 : 46% Média Anual

9 9 Condições Verificadas - Ano Período Úmido / Período Seco Região NE EAR 01/01 : 63% EAR 30/04 : 95% EAR 30/11 : 29% Período ÚmidoPeríodo Seco EAR 31/12 : 27% Média Anual

10 10 Expectativa de Armazenamento em Nov/2008 Premissas Níveis de partida: 31/05 previstos pelo PMO Maio Afluências: Maio – Nov RegiãoMai-Nov/07Mai-Nov/08 SE/CO9298 S10292 NE6870 N6576 Região 30/04/07 Verificado 30/04/08V erificado 31/05/08 Previsto SE/CO8782,584,4 S8350,665,2 NE9582,082,2 N10095,196,1 ENA (% MLT) Armazenamento (%EARmáx) Maio: ENA PMO maio Maio: ENA PMO maio Junho – Novembro: ENA verificada em 2007

11 11 Níveis de Armazenamento em Nov/2008 Premissas de Geração Térmica : Caso 1: GT definida pelos modelos de otimização (despacho por ordem de mérito) Caso 2: GT por inflexibilidade - GT adicional ao GT Caso 1 – valor limitado pela disponibilidade de GN + GT carvão Região 31/05/08Nov/07Nov/08 Partida Verificado Caso1Caso2CAR SE/CO84,448,243,548,437,0 S65,276,971,4 20,0 NE82,229,326,429,822,0 N96,130,524,1 - Armazenamentos (% EARmáx) GT (Caso2 – Caso1) = ~1800 MWmed SE/CO: ~1500 S: ~ 200 NE: ~ 100 Mesmo mantendo despachados todos os recursos de GT gás e carvão(Caso2), os níveis de armazenamento ao final de nov/2008 praticamente se situam nos valores verificados em nov/2007

12 12 2. Procedimentos Operativos

13 13 Contextualização Os modelos computacionais de otimização têm sua representação estocástica das afluências através de um conjunto de cenários cuja influência é refletida no valor esperado (média) dos custos operativos. É vantajoso antecipar decisões operativas que possam atenuar medidas adicionais futuras de custos mais elevados.

14 14 Estratégia de Operação Visando a Segurança de Atendimento Bianual – Nível Meta Buscando assegurar o atendimento para os dois primeiros anos, serão aplicados Procedimentos Operativos que permitam uma gestão dos recursos de forma antecipada ao sinal econômico do modelo, de forma tal que o nível de armazenamento em novembro do primeiro ano não seja inferior a um Nível Meta preestabelecido. A definição desse Nível Meta busca garantir o atendimento no segundo ano mesmo na ocorrência de afluências críticas no período úmido dezembro/1º ano – abril/2º ano. É função do critério de segurança desejado. O Nível Meta representa o Estoque de Segurança ao final do ano e aumenta a garantia do atendimento energético do ano seguinte, reduzindo a dependência da hidrologia do período úmido. Para atingir esse estoque serão utilizadas estratégias de operação, que consistem na utilização de geração térmica de forma complementar ao recurso térmico despachado por ordem de mérito econômico.

15 15 No período mar/nov, caso necessário, serão adotados procedimentos operativos – intercâmbios entre subsistemas e antecipação de geração térmica – para atingir o Nível Meta desejado em novembro do 1º ano buscando o aumento da garantia do atendimento no 2º ano. Afluência no Período Seco Fev/1ºAnoNov/1ºAnoAbr/2ºAnoNov/2ºAno Afluência Selecionada para Critério de Segurança Desejado NSPS 10% NSPU Afluência CAR Proposta do ONS de Estratégia de Operação Visando Segurança de Atendimento Bianual – Nível Meta Nível Meta (%EAR) Afluência selecionada para critério de segurança desejado Dez/Abr N1 Pior do histórico N2 2º pior do histórico N3 CAR Nível verificado Final Fev Verificado Final Jan Jan/1ºAno Série de Referência

16 16 Níveis Meta SE/CO e NE Nível Meta 30/11/08 ENA dez/abr EAR 30/04/09 63% 49% MLT (70/71 pior) 51% (CAR) 53% 58% MLT (52/53 2º pior) 46% 64% MLT (53/54 3º pior) 43% 65% MLT (55/56 4º pior) 37% 71% MLT – CAR (33/34 5º pior) Nível Meta 30/11/08 ENA dez/abr EAR 30/04/09 35% 44% MLT (70/71 pior) 45% (CAR) 30% 48% MLT (75/76 2º pior) 22% 54% MLT – CAR (00/01 3º pior) Região SE/ CO Região NE

17 17 Programa Mensal da Operação e Revisões Semanais Na elaboração do PMO e revisões, o ONS definirá: - -Recurso GT adicional ao valor despachado por mérito econômico para atingir nível de segurança mensal Sistemática de Aplicação dos Procedimentos – PROCESSO DECISÓRIO Nível final PMO GT despachada por ordem de mérito econômico Nível de segurança mensal Nível inicial PMO GT adicional para atingir nível de segurança mensal Serão indicadas as térmicas efetivamente despachadas por ordem de mérito e os respectivos custos.

18 18 Sistemática de Aplicação dos Procedimentos – Recursos Térmicos Disponíveis GT normalmente utilizado no PMO e Revisões (disponibilidade com base nas declarações dos Agentes de Geração) GT normalmente utilizado no PMO e Revisões (disponibilidade com base nas declarações dos Agentes de Geração) GT de UTEs a gás que podem operar com óleo (prazos para operação e disponibilidade com base em declarações dos Agentes) Necessitam de logística especial de suprimento de combustível para a sua operação GT de UTEs a gás que podem operar com óleo (prazos para operação e disponibilidade com base em declarações dos Agentes) Necessitam de logística especial de suprimento de combustível para a sua operação + GT1 GT2 GT1= GT1 A + GT1 B GT1 A composto por GT nuclear, gás e carvão. GT1 A composto por GT nuclear, gás e carvão. GT1 B composto por GT a óleo. Imediatamente disponível quando comandado pelo ONS. GT1 B composto por GT a óleo. Imediatamente disponível quando comandado pelo ONS. GT total = G T1 + GT2

19 19 Processo Decisório Considerando que o emprego dos recursos de geração térmica tem diferentes rebatimentos, o processo decisório para a sua utilização deverá seguir a seguinte sistemática: GT necessária < GT1 A ONS aplica Procedimentos e comunica a decisão ao CMSE ONS aplica Procedimentos e comunica a decisão ao CMSE GT necessária > GT1 + GT2 Reunião do CMSE para avaliar a oportunidade de estabelecer ações excepcionais para aumentar a oferta de combustível para GT gás GT1 A < GT necessária < GT1 (GT1 A + GT1 B ) O ONS aciona o CMSE. Decisão quanto à oportunidade de acionar as térmicas a óleo e estabelecer a logística especial para o suprimento de combustível O ONS aciona o CMSE no sentido de verificar eventuais restrições na utilização do recurso GT1 B GT1 < GT necessária < GT1 + GT2

20 20 Nos primeiros meses do período seco, deve-se considerar a possibilidade de recuperação das afluências, não utilizando inicialmente todos os recursos de geração térmica para atingir os Níveis de Segurança. ENA do SIN (abr/nov) ~ MWmed Valor muito superior à GT disponível (GT1+GT2 = MWmed) DECISÃO: Nos primeiros meses, os recursos de geração térmica necessários para atingir o Nível de Segurança, poderão ser limitados até a disponibilidade de geração nuclear, gás e carvão. Considerando a lógica econômica poderá ser utilizada GT óleo desde que com CVU inferior ao dos recursos citados. Em função da evolução dos armazenamentos e/ou dos requisitos de geração térmica necessários, o CMSE poderá decidir pela alteração do Nível Meta. Essa decisão estará associada ao risco que se admite em não atingir o Nível Meta chance de recuperação no período úmido do ano seguinte Processo Decisório

21 21 Estruturação do Procedimento O procedimento compõe-se de três fases: Primeira fase: Determinação da série de referência, tendo por base o histórico de afluências e um risco determinado pelo CMSE. Segunda fase: Determinação do Nível de Segurança ao final do primeiro mês do PMO. Terceira fase: Aplicação dos procedimentos operativos no mês do PMO.

22 22 Fase 1 – Determinação da Série de Referência São geradas para o período de estudo afluências correspondentes ao nº de anos do histórico consolidado. A partir do nível inicial de armazenamento do PMO e considerando o valor esperado da previsão para o mês do PMO procede-se à otimização determinística para cada uma das séries geradas, do mês do PMO até novembro, considerando a restrição de se atingir o Nível Meta especificado. As vazões do histórico para o período - mês subseqüente ao PMO até novembro - são agregadas em ENAs do SIN e ordenadas em ordem crescente de energia

23 23 Fase 1 – Determinação da Série de Referência Para cada série obtém-se o valor de geração térmica necessária para atingir o Nível Meta Os resultados são ordenados com base no montante de geração térmica despachado para que seja atingido o Nível Meta. Com base nos resultados da ordenação e considerando a definição prévia do CMSE referente ao risco que se queira admitir em não se atingir o Nível Meta, são descartadas séries mais críticas que resultariam em condições mais severas e conseqüentemente em custos mais elevados para se atingir o Nível Meta. A Série de Referência será a n - ésima mais crítica. Para risco de 5% seriam descartadas 4 das 76 séries do histórico adotada a 5ª série mais desfavorável no período do estudo Para risco de 10% seriam descartadas 8 das 76 séries do histórico adotada a 9ª série mais desfavorável no período do estudo

24 24 Fase 2 – Determinação do Nível de Segurança 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% fevmarabrmaijunjulagosetoutnov Armazenamento Mês do PMO Otimização determinística com a Série de Referência, com DECOMP, restrição de Nível Meta (com conhecimento do futuro) Nível de Segurança (final do mês do PMO) Nível inicial do PMO Nível Meta

25 25 Necessidade de Alteração do Nível de Segurança A necessidade de alteração dos Níveis de Segurança (NS) mensais será função dos resultados da simulação, do mês do PMO até novembro, conforme se segue: SIM NÃO SIM Há indicação de GT para atingir o Nível Meta? GT utilizada excede o volume GT1+GT2? Nível de Segurança (NS) sem alteração Nível de Segurança (NS) deverá ser alterado A alteração consiste em transformar a energia térmica adicional (GT A ) que excede ao volume GT1 + GT2, no período - mês do PMO até novembro - em requisito de armazenamento ao final do mês do PMO.

26 26 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% fevmarabrmaijunjulagosetoutnov Armazenamento Alteração do Nível de Segurança Nível Meta Mês do PMO Nível de segurança Nível de segurança alterado GT A = GT Necessária – (GT1+GT2) (*) A GT adicional, em base mensal, é utilizado para a correção do Nível de Segurança do mês do PMO A correção do nível antecipa a geração térmica reduzindo os montantes necessários no futuro, reduzindo os custos de operação. (*)

27 27 Exemplo de Aplicação de Correção dos Níveis de Segurança Região GT MWmed / mês SE/CO S1.951 NE1.434 SIN Valor médio mensal de GT período mês do PMO - Nov Região ENA Mai-Nov %EAR Fim do mês SE/CO90%82 S61%55 NE71%74 N78%93 ENAs Série de Referência e Níveis de Segurança sem alteração - %EAR O volume de GT necessário para atingir o Nível Meta excede em 1048MWmed / mês ao volume GT1 + GT2 (8.484 MWmed). Portanto é necessário alterar o Nível de Segurança. A GT adicional média mensal no período mai / nov equivale a um valor de armazenamento acumulado ao final do mês do PMO (maio) de 3,3% EAR máx no SE/CO. Portanto, o Nível de Segurança passa a ser de ,3 = 85,3% EARmáx.

28 28 Fase 3 – Aplicação dos Procedimentos no PMO 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% fevmarabrmaijunjulagosetoutnov Armazenamento Semanalmente, compara-se os armazenamentos ao final do mês, no PMO e suas revisões, com os Níveis de Segurança Mensais. Nível Meta Mês do PMO FIM DO PROCESSO Nível inicial do PMO EAR ao final do mês no PMO fica acima do Nível de Segurança Nível de segurança alterado

29 29 Fase 3 – Aplicação dos Procedimentos no PMO Semanalmente, compara-se os armazenamentos ao final do mês, no PMO e suas revisões, com os Níveis de Segurança Mensais. 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% fevmarabrmaijunjulagosetoutnov Armazenamento Nível Meta Mês do PMO Nível inicial do PMO EAR ao final do mês no PMO fica abaixo do Nível de Segurança Nível de segurança alterado Necessidade de aplicação de Procedimentos Operativos

30 30 59ª Reunião do CMSE - Proposta do ONS O ONS propôs e foi aprovado pelo CMSE que para a aplicação dos Procedimentos Operativos ao longo de 2008 serão adotados os seguintes parâmetros: Nível Meta: SE/CO 53% EARmáx e NE 35% EARmáx Série de Referência : Adotar risco de 5% descarte de 4 séries em 76 séries do histórico adotar a 5ª pior série no período do estudo A utilização antecipada de geração térmica em relação ao sinal econômico do modelo deverá ser objeto de regulação econômica pela ANEEL. Por exemplo, a alocação de custos poderá se dar através de: Criação de ESE – Encargo de Serviço Energético, ou Outras alternativas, que aloquem os custos aos beneficiados, inclusive com rateio de custos entre geração e carga.

31 31 3. Exercício de Aplicação para o PMO Junho/2008

32 32 Resultados do PMO Junho RegiãoENA (% MLT) SE/CO104 S84 NE69 N102 Região Armazenamento (%EARmáx) Inicial30/06/08 SE/CO82,880,9 S64,159,2 NE82,472,8 N95,894,6 RegiãoGT (MWmed / mês) SE/CO S 396 NE- TOTAL2461 ITAIPU 50 Hz 60 Hz SE/CO FICT. SUL FICT. NORTE N S NE

33 33 Recurso Térmico Disponível composto por GT nuclear, gás e carvão. GT1A composto por GT nuclear, gás e carvão. composto por GT a óleo. Imediatamente disponível quando comandado pelo ONS. GT1B composto por GT a óleo. Imediatamente disponível quando comandado pelo ONS. GT2 UTEs a gás que podem operar com óleo Necessitam de logística de suprimento de combustível para a sua operação composto por GT nuclear, gás e carvão. GT1A composto por GT nuclear, gás e carvão. composto por GT a óleo. Imediatamente disponível quando comandado pelo ONS. GT1B composto por GT a óleo. Imediatamente disponível quando comandado pelo ONS. GT2 UTEs a gás que podem operar com óleo Necessitam de logística de suprimento de combustível para a sua operação RegiãoGT1AGT1BGT1 SE2.946,50339, ,00 S1.670,9087, ,90 NE221,00249,20 470,20 Total4.838,40675, ,10 RegiãoGT2 SE494,00 S150,00 NE537,00 Total1.181,00 RegiãoTotal SE3.780,00 S1.907,90 NE 1.007,20 Total6.695,10 += Mês Junho RegiãoGT2 SE507,33 S150,00 NE537,00 Total1.194,33 RegiãoTotal SE5.176,73 S1.887,98 NE1.504,93 Total8.569,64 = RegiãoGT1AGT1BGT1 SE4.257,00412, ,40 S1.650,9887,001737,98 NE718,73249,20 967,93 Total6.626,71748, ,31 + Período Junho – Novembro – valor médio mensal

34 34 Exercício de Aplicação para o PMO Junho No mês do PMO a vazão corresponde ao VE do PMO original. Para o restante do período (Jul– Nov) foram utilizadas as 76 vazões da séries históricas. Procedeu-se à otimização determinística para cada uma das séries geradas, do mês do PMO até novembro, considerando a restrição de se atingir o Nível Meta especificado. Os resultados foram ordenados em função do volume de geração térmica necessária para atingir o Nível Meta. A Série de Referência foi determinada para risco de 5%: descarte de 4/76 – adotada a 5ªsérie mais crítica - ano de 1968 (SIN:76%MLT e SE/CO: 84%MLT)

35 35 Geração Térmica Necessária para Atingir o Nível Meta Região Ano % risco SE/CO S1888 NE1505 SIN Valor médio de GT período jun/nov O volume de geração térmica utilizado excede ao volume GT1 + GT2 (8.570 MWmed) Portanto é necessário corrigir os níveis de segurança.

36 36 Histórico – Ano 1968 – Risco 5% Armazenamento ao final do mês (%EARmáx) PMO Junho Região30/06 SE/CO80,9 S59,2 NE72,8 N94,6 ENAS(*) e Níveis de segurança RegiãoENA30/06 SE/CO84%86,0 S45%74,0 NE100%74,0 N91%94,0 Decisão Como EAR do PMO (SE/CO e NE) é menor do que a EAR do nível de segurança, é necessária a aplicação dos Procedimentos. (*) ENA % MLT jun - nov

37 37 Aplicação dos Procedimentos – Ano 1968– Risco 5% Região GT ( MWmed) SE/CO S NE 221 TOTAL Aplicação Procedimentos Utilizando somente GT1A (Nuclear + Gás TC + Carvão) %EAR PMO %EAR Nível Segurança %EAR Após Proced. Operativo Regiã o 30/06 SE/CO 80,98682,0 S59,27459,2 NE72,87473,2 N94,69494,6 Região GT (MWmed ) SE/CO S 396 NE- TOTAL2461 ITAIPU 50 Hz 60 Hz SE/CO FICT. SUL FICT. NORTE N S NE ITAIPU 50 Hz 60 Hz SE/CO FICT. SUL FICT. NORTE N S NE PMO C / Aplicação de Procedimentos

38 38 4. Novos Desafios do ONS com Relação à Segurança

39 39 Curto prazo 1º ano2º ano3º ano4º ano5º ano A influência da conjuntura (nível de armazenamento e afluências) pode ser determinante para garantir suprimento. Médio prazo O aumento da garantia do atendimento deve ser feito através de procedimentos operativos, para reduzir riscos em situações de hidrologia desfavorável. A expansão de G e T é preponderante para aumentar a garantia do atendimento, reduzindo a dependência das afluências, com UHEs com reservatórios e UTEs com CVU (Custo Variável Unitário) competitivo. As avaliações das condições futuras de suprimento eletroenergético são realizadas pelo ONS em horizonte plurianual 5 anos Esse período pode ser dividido em dois, sob a ótica de curto e médio prazo para a garantia do atendimento do SIN. Horizonte compatível com o período requerido pelo modelo setorial para que sob a visão do ONS possam ser tomadas decisões estruturais de ajuste de G e T pelo MME/EPE. Sistemática de Avaliação das Condições de Atendimento Propostas ao MME/CMSE de antecipação e reforços de G e T.

40 40 Diretrizes para Determinação dos Indicadores de Segurança A definição de Indicadores de Segurança deve contemplar a conjuntura hidroenergética, aversão a risco de déficit, níveis mínimos de segurança etc. Devem ser distintos em função do horizonte temporal: 1º/2º Ano Níveis de Armazenamento (Análise Determinística) 2º ao 5º Ano Risco de Racionamento / Risco de Déficit (Análise Probabilística) As providências deverão corresponder aos distintos graus de severidade e a diferentes ações a serem implementadas com prévia aprovação do CMSE/MME.

41 41 Verde Indicadores de Segurança 1º e 2º ano 2º ao 5º ano Indicadores de Segurança AmareloVermelho Ações para Mitigação

42 42 Ações para Mitigação de Condições Desfavoráveis O CMSE poderá programar as seguintes ações, em função do horizonte temporal: Antecipação de entrada em operação de obras de geração e transmissão; Dimensionamento de Reserva de Capacidade; Despacho antecipado na base de geração térmica e importação de energia; Flexibilização de critérios de segurança elétrica de interligações; Flexibilização de restrições ambientais e de uso múltiplo da água; Campanha de esclarecimento / racionalização do consumo; e Gerenciamento da carga. Médio Prazo Curto Prazo

43 43 A metodologia de Indicadores de Segurança está em fase de desenvolvimento e será submetida à apreciação do CMSE, para posterior regulamentação pela ANEEL O Plano Anual da Operação Energética – PEN deverá apontar os indicadores para as devidas providências. Exemplo: recomendação do ONS ao MME/EPE para antecipação da entrada em operação da LT 500 kV Colinas – Milagres de 2010 para 2009 Indicadores de Segurança

44 44 Curvas de Segurança de Referência Curva Crítica de Operação (CCO) – Principais Características: Periodicidade anual Afluências Críticas do histórico Flexibilização dos critérios de segurança elétrica para as interligações Flexibilização de restrições de uso múltiplo da água e restrições ambientais Restrição de armazenamento mínimo ao final do período seco para controle da operação Risco de cruzamento da CAR é inferior a x% O risco de cruzamento da CCO é superior a y% O risco de cruzamento da CAR é superior a x% e de cruzamento da CCO é inferior a y%

45 45 Cálculo do Risco de Racionamento O ONS vem desenvolvendo metodologia para o cálculo do risco de racionamento, baseada nas seguintes premissas: Utilização da experiência do racionamento 2001 – 2002 Racionamento equânime entre regiões (profundidade e abrangência) Início após caracterização do período úmido (fev – março) Continuidade até caracterização da próxima estação chuvosa Uniformidade do racionamento (% da carga) Restrição de armazenamento dada por uma Curva Crítica de Operação (condição de barreira para evitar operação a fio dágua)

46 46 FIM


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