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1. GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SANEAMENTO AMBIENTAL ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS.

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Apresentação em tema: "1. GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SANEAMENTO AMBIENTAL ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS."— Transcrição da apresentação:

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2 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SANEAMENTO AMBIENTAL ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

3 EUTROFIZAÇÃO PANTANIZAÇÃO

4 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

5 Alternativa: criar mecanismo que motive os proprietários das fontes poluidoras (em propriedades rurais, agroindústria e esgotos domésticos) a gerar energia elétrica aproveitando o potencial energético contido nos dejetos que está sendo desperdiçado – Geração Distribuída. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

6 COMO SE DÁ O PROCESSO? Biogás produzido move motor a combustão; Motor aciona um gerador; Gerador acoplado ao eixo do motor gera energia elétrica; Energia elétrica é consumida localmente; Excedente de energia elétrica vendida à concessionária; e Dejetos de animais geram biogás na ausência do ar; Biofertilizante é utilizado localmente na propriedade. Gerador opera em paralelo com a rede elétrica da concessionária; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

7 MODOS DE OPERAÇÃO DO GERADOR Em paralelo com o sistema da Copel, para venda dos excedentes: há restrições de toda natureza, a começar pela segurança que resultam num impedimento real. Isolado do sistema da Copel para auto-suprimento da energia: sem dificuldades, não há qualquer restrição. Há inúmeras instalações operando desta forma no país. Este impedimento prático atual é que se pretende eliminar dentro da legalidade, com sustentabilidade financeira, sem subsídios e de forma definitiva. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

8 A REALIDADE BRASILEIRA: Para estes micro-geradores a biogás (25 a 100 kVA) os requisitos legalmente exigidos (iguais para todos) na prática inviabilizam tal operação em paralelo; Se hoje existe no Brasil algum gerador deste porte operando em paralelo com a rede elétrica ele o faz ou com prejuízo financeiro ou de forma irregular; A complexidade do setor elétrico brasileiro é grande: torna-se complicado e caro para que um gerador possa operar em paralelo com a rede elétrica; Este impedimento prático atual é que se começa a eliminar dentro da legalidade, com sustentabilidade financeira, sem subsídios e de forma definitiva. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

9 DESAFIOS: Eliminar riscos de avaria dos equipamentos dos proprietários rurais; Não alteração das características e ajustes do sistema de distribuição da Copel; Sistema de proteção do gerador adequado para enxergar também condições anormais (faltas) de operação da rede de distribuição; Permitir conectar os micro-geradores em qualquer ponto da rede de distribuição sem provocar violação dos requisitos de segurança da Copel; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

10 DESAFIOS: Simplificação dos requisitos de conexão desses micro- geradores à rede; e Preço justo para compra da energia elétrica excedente. Simplificação dos requisitos para comercialização da energia excedente. Maior redução possível dos investimentos para permitir viabilidade econômica e auto-sustentabilidade do programa de geração distribuída; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

11 O PROJETO PILOTO: O PROJETO PILOTO: 6 instalações na região Oeste do Estado do Paraná Granja Colombari Star Milk Sanepar Cooperativa Lar Aves Cooperativa Lar Leitões Cooperativa Lar Vegetais GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

12 AQUI SERÃO ABORDADOS APENAS OS ASPECTOS ELÉTRICOS GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

13 PREMISSAS BÁSICAS: Geradores não podem, NUNCA, injetar tensão em rede de distribuição da Copel que esteja desligada; Se uma rede de distribuição é automaticamente desligada o GD a ela conectado tem que ser desconectado ANTES que tal rede seja religada; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

14 ETAPA 1: o ETAPA 1: os sistemas elétricos e os micro- geradores são estudados com grande detalhamento e sofisticação técnica para avaliação completa do desempenho frente às mais diversas condições de operação da rede. Sistemas de proteção são também modelados; ETAPA 2: definidos os requisitos elétricos, especificações e requisitos de projeto ETAPA 2: definidos os requisitos elétricos, especificações e requisitos de projetos; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

15 ETAPA 3: aquisição do sistema de comando, proteção, supervisão, etc; ETAPA 4: ensaios de laboratório do sistema adquirido; ETAPA 5: elaboração e aprovação do projeto; ETAPA 5: instalação e comissionamento; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

16 ETAPA 6: ensaios de campo; ETAPA 7: operação em caráter experimental; e ETAPA 8: operação comercial. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

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18 O SISTEMA DE PROTEÇÃO: Não existe uma única solução, há várias soluções possíveis. A alternativa adotada é a mais econômica que atende todos os requisitos e premissas estabelecidos; O requisito de detectar condições de defeito na rede externa à instalação do cliente é muito severa e, portanto, NÃO SE CONSEGUE SELETIVIDADE DE ATUAÇÃO DA PROTEÇÃO; GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

19 DIAGRAMA DA REDE DE SUPRIMENTO À UPL E UIV

20 O SISTEMA DE PROTEÇÃO (cont.): Admitiu-se que há coordenação deste sistema quando os resultados das simulações e dos ensaios de laboratorio mostrarem que o gerador é desligado pelo menos 0,3s antes de haver religamento do circuito desligado; A redundância de atuação da proteção é necessária: admitiu-se que há necessidade de redundância de atuação de pelo menos 3 proteções para cada evento nos estudos e nos ensaios de laboratório. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

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22 DIAGRAMA DA REDE DE SUPRIMENTO À UPL E UIV

23 CASO ATUAÇÃO OU NÃO DAS PROTEÇÕES DO GERADOR PARA OS GERADORES DE 100kVA NA SIMULAÇÃO 5927df/dt 81 sobre 81 sub78 s.v. Ifase (1) Ides/I2 (2) Total de atuações DADADADAD AD ADADADA 1-Falta fase-terra em Medianeira NNSSNSNNSSSNSNNN43 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

24 CASO ATUAÇÃO OU NÃO DAS PROTEÇÕES DO GERADOR PARA OS GERADORES DE 100kVA NA SIMULAÇÃO 5927df/dt 81 sobre 81 sub78 s.v. Ifase (1) Ides/I2 (2) Total de atuações DADADADAD AD ADADADA 1-Falta fase-terra em Medianeira NNSSNSNNSSSNSNNN43 2-Falta fase-fase-terra em Medianeira NNSSSSNNSSSNSNNN53 3-Falta trifásica-terra em Medianeira NNSSSSNNSSNNNNNN33 4-Abertura de duas fases em Medianeira -N-S-S-N-S-S-S-N-5 5-Abertura de uma fase em Medianeira -N-S-S-N-N-N-N-N-2 6-Falta fase-terra em Itaipulândia SNSSNSNNNSSNSNNN43 7-Falta fase-fase-terra em Itaipulândia SNSSSSNNSSNNSNNN53 8-Falta trifásica-terra em Itaipulândia NNSSSSNNSSNNNNNN33 9-Abertura de uma fase em Itaipulândia -N-S-N-N-N-N-N-N-1 10-Abertura de duas fases em Itaipuândia -N-S-S-N-S-S-S-N-5 11-Falta fase-terra em al. Adjacente N-S-S-S-S-S-S-N Falta fase-fase-terra em al. adjac. N-S-S-N-S-S-S-N Falta trif-terra em al. Adjacente N-S-S-N-S-N-N-N Ab religador, sem falta, em Missal -N-S-S-N-S-S-NN Falta Fase-Terra Med, Rf=100ohms NNNSNSNNNSNSNNNN04 16-Carga 942 kVA, ab do rel Med -N-S-S-N-S-S-N-N-4 16a- Ger 50% da carga ab Med -N-S-S-N-S-S-N-N-4 RESULTADOS DE ESTUDOS

25 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

26 RESULTADOS DE ENSAIOS DE LABORATÓRIO C – não configurado X – proteções que atuaram Quadro não preenchido, não houve atuação das proteções CASOSIMULAÇÃO 1 (msegundos) SIMULAÇÃO 2 (msegundos) SIMULAÇÃO 3 (msegundos) SIMULAÇÃO 4 (msegundos) Caso Caso Caso Caso Caso Caso Caso Caso 7A Caso Caso 8A Caso Caso Caso Caso Caso Caso Caso Caso

27 CONCLUSÃO: Fica confirmada a necessidade das seguintes proteções: Sobrecorrente; Subtensão; Sobretensão; Subfreqüência; Sobrefreqüência; Desbalanço de corrente; Salto de vetor; Taxa de variação de freqüência; e Reversão de potência ativa GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

28 RECOMENDAÇÕES PRELIMINARES: Instalar nos religadores esquema para evitar religamento em condição de linha viva (NA CONDIÇÃO ANTERIOR); Pesquisar formas alternativas de baixo custo para desligamento de contactores/disjuntores dos geradores sempre que necessário; Bloquear o religamento automático para o caso de linha viva sempre que a jusante de qualquer religador o total de GD for superior a 50% da correspondente carga; ou Revisar dos procedimentos de intervenção do pessoal da Copel e de terceiros na rede de distribuição. Analisar outras formas alternativas de baixo custo para envio de sinal via PLCC ( power line carrier communication ); GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

29 SITUAÇÃO PRESENTE: Uma instalação em operação comercial; Uma instalação em operação comercial; Três instalações em operação experimental; Três instalações em operação experimental; Uma instalação em construção; e Uma instalação em construção; e Uma instalação em projeto. Uma instalação em projeto. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

30 Previsão de conclusão do projeto piloto no final de contratos assinados pela primeira vez no Brasil com micro- usinas em 03/02/2009 dentro do atual modelo do setor elétrico: TOTAL: 524 kW Equivalente ao suprimento a cerca de 130 residências CLIENTE CAPACIDADE INSTALADA DATA DE ENTRADA EM OPERAÇÃO Colombari32 kW10/03/2009 Coop. Lar - Aves160 kW14/08/2009 Coop. Lar - Leitões240 kW02/07/2009 Coop. Lar - Vegetais40 kW01/12/2009 (*) Sanepar20 kW15/09/2009 (*) StarMilk32 kW27/07/2009 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

31 PRÓXIMAS ETAPAS: Definição de requisitos para certificação de agentes prestadores do serviço de habilitação de geradores para conexão ao sistema da Copel; Elaboração de um Guia de Conexão de Geradores Distribuídos ao Sistema da Copel; Elaboração de normas internas à Copel para acomodação de um futuro Programa de GD permenente; Relatório de fechamento do Programa Piloto. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

32 32 INFORMAÇÕES ADICIONAIS: Francisco J. A. de Oliveira – COPEL – Leo Mikami – ITAI / POWER SOLUTION – OBRIGADO GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS


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