geração de energia elétrica - joinville.udesc.br · um brevíssimo histórico da...

SHaffner - http://slhaffner.phpnet.us - [email protected]://www.joinville.udesc.br/portal/professores/saimon/

Geração de Energia Elétrica (GEE)

1

Geração de Energia Elétrica

Aula 2Introdução ao

Sistema de Energia Elétrica (SEE)



2

Evolução do SEE (~100 anos)SISTEMAS ISOLADOS− Sistemas de pequeno porte (necessidades locais)− Pequena complexidade operacional− Falha em um equipamento interrompia continuidade



3

Evolução do SEE (~100 anos)

CONEXÕES ENTRE SISTEMAS REGIONAIS− Habilita transporte de excedentes de produção− Aumenta a confiabilidade

SISTEMAS INTERLIGADOS− Sistemas de grande porte e dimensões− Capacidade de gerenciar escassez local− Grande complexidade operacional− Possibilidade/necessidade de buscar economia de

escala



4

Componentes de um SEE 1/2

Geração~180 usinas

Transmissão~1200 LTs

Distribuição~450 SEs

Presenter

Presentation Notes

As características comuns desta reforma são a origem e o objetivo. A origem é uma estruturação vertical na qual uma empresa única detinha a posse e o controle das instalações de uma determinada área geográfica. O objetivo é a segmentação do setor, ou seja, a divisão do setor elétrico em diversos empreendimentos específicos: 1 - Geração (competição) 2 - Transmissão (monopólio natural) 3/4 - Distribuição (monopólio geográfico)� Comercialização (competição)



5

Componentes de um SEE 2/2

Fonte: Carlos A. Castro, Notas de aula da disciplinaIT 601 - Cálculo de Fluxo de Carga. http://www.dsee.fee.unicamp.br/~ccastro/cursos/it601/it601.html



6

Dimensão do SEE

Sistema brasileiro − 2.000 barras (nós)− 3.000 linhas de transmissão (ramos)− 200 usinas

Sistemas de maior porte − 10.000 barras − 1.000 máquinas síncronas



7

Dimensão do SEESistemaInterligado Nacional(2012)



8

Intercâmbio entre as regiões(Sistema Interligado)



9

Tensões usuais empregadas



10

Extensão das LTs do SIN em km



11

Estrutura da capacidade de geração instalada no SIN em MW



12

Carga de Demanda SIN em MWh/hDemanda: Carga média em um período de tempo específico



13

Carga de Demanda SIN em MWh/h(Comparações)



14

Evolução da Carga de Energia MWmed



15

Evolução da Geração de Energia Hidráulica

Geração de Energia

Hidráulica

2012 2006 %

Jan 24637,28 19499,41 26,35

Fev 25338,97 18906,45 34,02

Mar 0 20629,3 ‐100,00

Abr 0 19570,34 ‐100,00

Mai 0 18684,21 ‐100,00

Jun 0 19686,06 ‐100,00

Jul 0 19862,99 ‐100,00

Ago 0 20922,69 ‐100,00

Set 0 20155,79 ‐100,00

Out 0 19864,31 ‐100,00

Nov 0 20993,24 ‐100,00

Dez 0 20089,61 ‐100,00

Geração de Energia

Hidráulica

2012 2006 %

Jan 5149,71 4293,52 19,94

Fev 7588,69 4642,09 63,48

Mar 0 4551,52 ‐100,00

Abr 0 3654,34 ‐100,00

Mai 0 2979,45 ‐100,00

Jun 0 2167,57 ‐100,00

Jul 0 1605,33 ‐100,00

Ago 0 2000,78 ‐100,00

Set 0 3234,55 ‐100,00

Out 0 4297,49 ‐100,00

Nov 0 3495,39 ‐100,00

Dez 0 3713,04 ‐100,00

Brasil (SIN) Região Sul



16

Carga de Demanda SIN em MWh/h



17

Carga de Demanda SIN em MWh/h



18

Situação dos principais reservatórios daRegião Sul (Março de 2012)



19

HistóricoAnos 70: Estados Unidos• Movimento em favor da reestruturação defendia:

• Introdução da competição• Imposição de preços que refletissem os custos reais

de acordo com o uso

1982: Chile 1990: Inglaterra e NoruegaAnos 90: Brasil

Reestruturação do setor elétrico

Presenter

Presentation Notes

Um brevíssimo histórico da reestruturação do setor elétrico apresenta os seguintes marcos: Nos anos 70 a legislação dos Estados Unidos começou a ser reformulada para estimular a competição no setor elétrico, sendo consolidada em 1996. No Chile a implantação desta reforma inicia em 1982 sendo este considerado pioneiro, seguido pela Inglaterra e Noruega, em 1990. No Brasil o processo se inicia nos anos 90.



20

Projeto de RE-SEB 1996-1998

Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)• Regulação e fiscalização

• www.aneel.gov.br

Mercado Atacadista de Energia (MAE)• Compra e venda de energia

Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS)• Coordenação e controle da operação• www.ons.gov.br


Presenter

Presentation Notes

No Brasil as entidades criadas para promover e regular esta desverticalização são três: a ANEEL, o MAE e o ONS: A ANEEL se encarrega da regulação e fiscalização do setor; O MAE é responsável pela implementação de um mercado de compra e venda de energia e O ONS é responsável pela coordenação e controle da operação.



21

2001• Crise de Abastecimento de Energia – “Apagão”

• Questionamentos sobre os rumos que o setor elétrico estava trilhando

2002• Comitê de Revitalização do Modelo do Setor Elétrico

2003 e 2004• Empresa de Pesquisa Energética – EPE • Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico - CMSE• Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE

• Ambiente de Contratação Regulada (ACR)• Ambiente de Contratação Livre (ACL)




22

Evolução da Carga de Energia MWmedRacionamento de 2001 -> queda do consumo de EE



23


• A Empresa de Pesquisa Energética – EPE, tem por finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor energético.

• A EPE possui escritório-central no Rio de Janeiro (RJ), onde se situa o corpo técnico e a base operacional da Empresa, e escritório-sede em Brasília (DF)



25


Presenter

Presentation Notes




26


Presenter

Presentation Notes




27

Evolução da estrutura da oferta interna de energia

Para futuro está prevista uma maior diversificação da matriz energética brasileira.

1970: 2 energéticos (petróleo e lenha) = 78% do consumo de energia;

2000: 3 energéticos (+ energia hidráulica) = 74%

2030: projeta-se 4 energéticos (+ cana-de-açúcar e gás natural, - lenha) = 77% do consumo



28

Evolução da estrutura da oferta interna de energia



29

Evolução da estrutura da oferta interna de energiaParticipação dos energéticos



30

Tarifas Residenciais Vigentes (2008)



31

Conceitos básicos sobre a carga

Carga(1)equipamento que consome potência ativa, absorvendo

energiailuminação; aquecimento; força motriz ...

instalação que consome potência ativa, absorvendo energia

residência; condomínio; indústria; bairro; cidade

Fonteinclui 1 ou + geradoresgeralmente sistema mais complexo (geração +

transmissão + distribuição)equipamento ≈ tomadaresidência ≈ entrada de energia (medição)conjunto de consumidores ≈ rede secundáriaindústria ≈ rede de distribuição (linha em MT/AT)

(1) Observar que não se trata de “carga elétrica” que é medida em coulomb (C)



32

Características comuns das cargas

Localização geográficaUrbana (bairros centrais)

> densidade de carga (W/m2)consumidores ≈ centros comerciais e escritóriosperíodo de funcionamento definido (horário comercial)hábitos de consumo comuns (próximo à capacidade instalada)quase plenamente edificado (novos consumidores são raros) →

crescimento da carga vegetativo (novos equipamentos)Suburbana (bairros periféricos da zona urbana)

< densidade de cargaconsumidores ≈ residências (+ freqüente), indústrias e comérciohábitos de consumo (complementar ao horário comercial)crescimento desorganizado

Ruraldensidade de carga muito baixaconsumidores ≈ residências (+ freqüente), indústrias e comérciohábitos de consumo diferenciados



33


Finalidade (destino) da energia (uso final)depende do tipo de consumidor (segmento)

residência ≈ aquecimento, climatização, iluminaçãocomércio & escritório ≈ climatização, iluminaçãoindústria ≈ força motriz (3f), aquecimento, iluminaçãorural ≈ irrigação (bombas) e força motriz (agroindústrias)órgãos públicosiluminação pública

Finalidade intimamente relacionada comhábitos de consumoimportância da cargainstantes de maior consumoperturbação no sistema

partida de motores → queda de tensãocargas não-lineares → harmônicos



34


Estrutura do mercado de distribuição de EE por segmento



35


Níveis de dependência da EESensível

interrupção mesmo momentânea causaperda de produçãodanos a instalação

nem sempre é econômico possuir no-break (grandes instalações)

Semi-sensívelInterrupção < 10 min não causa prejuízoatendidas por no-breakInterrupção > 10 min pode causar perdas de horas ou até dias

Normaisnão ocasionam grande prejuízo, mas sempre existe:

residência/restaurante → deterioração de alimentosedifícios → bombeamento de água, elevador



36


Classificação conforme ciclo de trabalhoContínuas

funcionam continuamente → consumo constanteinstalação dimensionada para este consumoconsumo & faturamento ↔ dimensão da instalação ☺

Transitórias cíclicasnão funcionam continuamenteciclo de trabalho periódicoinstalação dimensionada para atender consumo máximoconsumo & faturamento em função da média → sobre

dimensionamento

Transitórias acíclicasmaior complexidade no dimensionamento da instalação →

verificar possibilidade de coincidências e exclusões



37


Variação ao longo do tempoHorário

Sazonalinverno/verãoperíodo seco ou úmido



38


Tarifação - consumidores divididos por categoria por faixa de tensão com tarifas diferenciadasGrupo “A”: V ≥ 2,3 kV ou sistema subterrâneo de distribuição →

tarifária binômia. Subgrupos:A1 – V ≥ 230 kVA2 – 88 kV ≤ V ≤ 138 kVA3 – V = 69 kVA3a – 30 kV ≤ V ≤ 44 kVA4 – 2,3 kV ≤ V ≤ 25 kVAS – V ≤ 2,3 kV, atendidas por sistema subterrâneo de

distribuiçãoGrupo “B”: V < 2,3 kV → tarifária monômia. Subgrupos:

B1 – residencial B1 – residencial baixa rendaB2 – ruralB2 – cooperativa de eletrificação ruralB2 – serviço público de irrigaçãoB3 – demais classesB4 – iluminação pública

geração de energia elétrica - joinville.udesc.br · um brevíssimo histórico da...

Documents