GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SANEAMENTO AMBIENTAL ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

Apresentação em tema: "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 3

4 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

5 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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.

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

7 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
MODOS DE OPERAÇÃO DO GERADOR Isolado do sistema da Copel para auto-suprimento da energia: sem dificuldades, não há qualquer restrição. Há inúmeras instalações operando desta forma no país. 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. Este impedimento prático atual é que se pretende eliminar dentro da legalidade, com sustentabilidade financeira, sem subsídios e de forma definitiva. 7

8 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
A REALIDADE BRASILEIRA: 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; 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; Este impedimento prático atual é que se começa a eliminar dentro da legalidade, com sustentabilidade financeira, sem subsídios e de forma definitiva. 8

9 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
DESAFIOS: Permitir conectar os micro-geradores em qualquer ponto da rede de distribuição sem provocar violação dos requisitos de segurança da Copel; 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; 9

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

11 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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 11

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

13 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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; 13

14 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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 projetos; 14

15 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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; 15

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

17 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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18 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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; 18

19 DIAGRAMA DA REDE DE SUPRIMENTO À UPL E UIV 19

20 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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. 20

21 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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22 DIAGRAMA DA REDE DE SUPRIMENTO À UPL E UIV 22

23 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
CASO ATUAÇÃO OU NÃO DAS PROTEÇÕES DO GERADOR PARA OS GERADORES DE 100kVA NA SIMULAÇÃO 59 27 df/dt 81 sobre 81 sub 78 s.v. Ifase (1) Ides/I2 (2) Total de atuações D A 1-Falta fase-terra em Medianeira N S 4 3 23

24 RESULTADOS DE ESTUDOS 24 CASO
ATUAÇÃO OU NÃO DAS PROTEÇÕES DO GERADOR PARA OS GERADORES DE 100kVA NA SIMULAÇÃO 59 27 df/dt 81 sobre 81 sub 78 s.v. Ifase (1) Ides/I2 (2) Total de atuações D A 1-Falta fase-terra em Medianeira N S 4 3 2-Falta fase-fase-terra em Medianeira 5 3-Falta trifásica-terra em Medianeira 4-Abertura de duas fases em Medianeira - 5-Abertura de uma fase em Medianeira 2 6-Falta fase-terra em Itaipulândia 7-Falta fase-fase-terra em Itaipulândia 8-Falta trifásica-terra em Itaipulândia 9-Abertura de uma fase em Itaipulândia 1 10-Abertura de duas fases em Itaipuândia 11-Falta fase-terra em al. Adjacente 6 12-Falta fase-fase-terra em al. adjac. 13-Falta trif-terra em al. Adjacente 14- Ab religador, sem falta, em Missal 15- Falta Fase-Terra Med, Rf=100ohms 16-Carga 942 kVA, ab do rel Med 16a- Ger 50% da carga ab Med RESULTADOS DE ESTUDOS 24

25 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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26 RESULTADOS DE ENSAIOS DE LABORATÓRIO
CASO SIMULAÇÃO 1 (msegundos) SIMULAÇÃO 2 (msegundos) SIMULAÇÃO 3 (msegundos) SIMULAÇÃO 4 (msegundos) Caso 1 87 103 92 65 Caso 2 91 94 84 89 Caso 3 88 85 Caso 4 82 90 Caso 5 96 Caso 6 93 80 112 Caso 7 75 Caso 7A 64 Caso 8 81 Caso 8A 102 69 Caso 9 106 100 Caso 10 107 Caso 11 98 Caso 12 95 76 Caso 13 73 Caso 14 Caso 15 144 113 54 Caso 16 185 175 66 C – não configurado X – proteções que atuaram Quadro não preenchido , não houve atuação das proteções 26

27 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
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 27

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

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

30 DATA DE ENTRADA EM OPERAÇÃO
GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS 6 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 Colombari 32 kW 10/03/2009 Coop. Lar - Aves 160 kW 14/08/2009 Coop. Lar - Leitões 240 kW 02/07/2009 Coop. Lar - Vegetais 40 kW 01/12/2009 (*) Sanepar 20 kW 15/09/2009 (*) StarMilk 27/07/2009 Previsão de conclusão do projeto piloto no final de 2009. 30

31 GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS
PRÓXIMAS ETAPAS: 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; Definição de requisitos para certificação de agentes prestadores do serviço de habilitação de geradores para conexão ao sistema da Copel; Relatório de “fechamento” do Programa Piloto. 31

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