o impacto da energia eólica na gestão técnica do sen vii jornadas de engenharia electrotécnica e...
TRANSCRIPT
O impacto da Energia Eólica na gestão técnica do SEN
VII Jornadas de Engenharia Electrotécnica e Computadores do IST – 19 de Abril de 2007
Rui Pestana
Gestor do Sistema – Estudos e Desenvolvimento
2
Tópicos
• Enquadramento da Eólica no SEN
• Impacto na Geração– Energia Anual– Potência
• Impacto na Redes– Reactiva & Tensão– Activa & Limites na Geração– Frequência– Incidentes
3
Enquadramento da Eólica no SEN
4
Enquadramento da Eólica no SEN
• Têm uma tarifa específica (Gov)– Garantia de 15 anos (±)– Após 15 anos
• Preço Mercado (MIBEL)• Certificados Verdes
• Têm prioridade– Não é despachável– Entra na base do Diagrama de carga
5
Impacto na Geração
• Energia Anual - PRE
6
Energia Anual – Eólica
• Tem uma maior garantia de energia anual que a hídrica (h/ano)
7
Impacto na Geração
• Potência (MW) – Eólica– Grande volatilidade
8
Potência (MW) – Eólica
• Grande volatilidade– Máximo e Mínima Utilização da Capacidade Instalada
9
Potência (MW) – Eólica
• Grande volatilidade– Máximo e Mínima Produção Eólica
10
Potência (MW) – Eólica
• Estando os PRE’s na base do diagrama, a produção convencional (SEP+SENV) deve fazer o fecho.
• É necessário prever o consumo RNT baseado no consumo SEN (mais estável), descontando a previsão dos PRE’s
• É necessário prever a produção eólica
11
Previsão Eólica
• A REN iniciou a previsão da produção eólica em 2005 baseado nas previsões de vento calculadas pelo IST.
http://www.ren.pt/sections/exploracao/dpe/default.asp
• Actualmente estamos a fazer um benchmark entre IST, Univ. Aveiro e MeteoLógica (ES).
• A REN faz parte do projecto Europeu ANEMOS-Plus relativo à previsão Eólica.
12
Impacto nas Redes
• RNT – Rede Nacional de Transporte– MAT : Muito Alta Tensão > 110 kV
• 150 kV, 220 kV e 400 kV. A Eólica apenas deverá ligar-se aos 150 kV e 220 kV.
• RND – Rede Nacional de Distribuição– AT : Alta Tensão > 45 kV : 63 kV
• A maioria da Eólica será ligada neste nível de tensão (cerca de 3000 MW dos 5000 MW previstos).
– MT : Média Tensão > 1 kV : 6, 10, 15 e 30 kV.
13
Impacto na Redes – Reactiva & Tensão
• Entre a RNT e a RND existe uma tarifa semanal, que penaliza quando a tan ultrapassa 0,4 nas horas cheias.– No intuito da RND não ser penalizada comercialmente,
exige-se a mesma tan aos PRE’s.• Têm que injectar a reactiva correspondente a 40% da
produção em activa.
• Aos PRE’s aplica-se uma tarifa de reactiva numa base diária.– Os PRE’s têm que injectar reactiva ao fim-de-semana.– A RND é penalizada economicamente porque injecta
reactiva na RNT durante o fim-de-semana.
14
Impacto na Redes – Reactiva & Tensão
• A RND tem dificuldade de garantir uma tensão declarada ao cliente, porque não controla a potência reactiva dos PRE’s na sua rede.
• A RNT tem dificuldade de manter as tensões baixas durante o fim-de-semana.
• Aplicam-se, aos PRE’s ligados à RNT, as mesmas regras aplicadas na RND.– Na RNT, a filosofia é injectar reactiva nos 63 kV, com
recurso a baterias de condensadores, evitando desta forma as perdas induzidas na rede pelo transporte da reactiva desde os geradores até ao distribuidor.
15
Impacto na Redes – Reactiva & Tensão
• A REN e a EDP-Distribuição já apresentaram à DGGE uma proposta no intuito de minimizar estes problemas.
• A REN e a EDP-Distribuição vão interligar os despachos via ICCP (Inter Control Center Protocol) no intuito de obter informação, em tempo real, do estado das redes e da produção embebida (PRE’s).– Topologia– Trânsitos nas linhas e nos transformadores– Potência injectada pela geração descentralizada
16
Impacto na Redes - Activa & Limites
• Actualmente a potência instalada não causa problemas na RNT (e RND), porque os limites atribuídos pela DGGE foram estudados com a REN e a EDP-Distribuição em função da real capacidade das redes.– Eventualmente, durante trabalhos de manutenção nas
redes, poderão ocorrer restrições de transporte.
• No intuito de escoar a produção dos grandes parques eólicos, a RNT instalou transformadores desfasadores.– Falagueira
• Pinhal Interior, Penamacor e Gardunha
– Pedralva• Alto Minho
17
Auto-Transformadores Desfasadores
Falagueira
18
Auto-Transformadores Desfasadores
Falagueira
19
Investimento na RNT
• Reforços devido aos PRE’s (15,7%)
20
Investimento na RNT
• Reforços devido aos PRE’s– O plano de investimento 2006-2011 pretende
cumprir os objectivos de Kyoto para 2010.– O próximo plano irá contemplar o pós-Kyoto e os
novos objectivo do Gov.
0
50000
100000
150000
200000
250000
2006 2007 2008 2009 2010 2011
k€Outros
PRE's
21
Gestão da Produção Eólica
• Despachos de Eólicas– A REN faz parte do projecto Europeu WindGrid que pretende
desenvolver metodologias de controlo da produção eólica, suportados nos centros de condução dos parques eólicos.
http://www.windgrid.eu– A ENERNOVA (grupo EDP) vai implementar um centro de
condução de parques Eólicos.
• Neste âmbito a REN convidou a ENERNOVA e a APREN a fazer parte dos StakeHolders deste projecto.– Espanha
• REE <-> Centro da Iberdrola <-> Gamesa
– Portugal• REN <-> Centro da Enernova <-> Enercon
22
Impacto na Redes
• Frequência– Durante o incidente de 4 Novembro de 2006 houve
um comportamento incorrecto da geração eólica na península Ibérica.
23
Impacto na Redes
• Frequência– Na RNT os geradores devem manter-se na rede
entre os 47,5 Hz e os 51,5 Hz.– Na RND os relés de frequência estão regulados para
49,8 e 50,2 Hz.– Na REE os relés de mínimo de Frequência estão nos
49 Hz.– Os aerogeradores podem trabalhar entre 43 e 57 Hz.– Os PRE’s ligados directamente à RNT têm que
suportar os 47,5 Hz. – A REN está a dialogar com a EDP-Distribuição no
intuito de modificar a regulação dos relés da RND.
24
Impacto na Redes
• Incidentes– Os curto-circuitos nas redes provocam cavas de
tensão– Constata-se que os parques eólicos perdem
geração– Habitualmente as protecções eliminam os
defeitos em 100 ms.• Na RNT os geradores devem suportar cavas de tensão até
150 ms.
25
Impacto na Redes
• Incidentes– A perda máxima de eólica registrada em
Portugal, já atingiu o valor do maior grupo convencional (400 MW).
– Com o aumento da potencia eólica instalada em Portugal, as perdas de geração eólicas vão mobilizar mais reserva rápida.
– As centrais hídricas em Portugal permitirão minimizar estes problemas.
26
Impacto na Redes
• Incidente no dia 8 de Fevereiro de 2007
-1300
-1200
-1100
-1000
-900
-800
-700
21:4
3:18
21:4
3:55
21:4
4:32
21:4
5:09
21:4
5:46
21:4
6:23
21:4
7:00
21:4
7:37
21:4
8:14
21:4
8:51
21:4
9:28
21:5
0:05
21:5
0:42
21:5
1:19
21:5
1:56
21:5
2:33
21:5
3:10
21:5
3:47
21:5
4:24
21:5
5:01
21:5
5:38
21:5
6:15
21:5
6:52
21:5
7:29
21:5
8:06
21:5
8:43
21:5
9:20
21:5
9:57
22:0
0:34
22:0
1:11
tempo
Po
tên
cia
(MW
) [I
MP
(-)
; E
XP
(+
)]
Incidente em: 8-Fev-2007 21:46:32 [CET] Duração do incidente: 00:09:34 Total P.I./Desvio max.= -1206 / -383 MW
27
Incidente no dia 8 de Fevereiro de 2007
Subestação RENNível de Tensão
Potência [MW]
ParquePotência
Exploração [MW]
Potência Estabelecimento
[MW]Cabril 20,2
Pinheiro 21,6Fonte da Quelha 12
Alto do Talefe 12Lameira 10
São Pedro 10Trandeiras 18,2
Alvão 20Riba d'Ave 150 kV 80,0 Terras Altas de Fafe 80
Batalha 63 kV 34,5 Chão Falcão 34,5Rio Maior 63 kV 104,4 Candeeiros 111 104,408
Pereiros / Vila Chã 2 220 kV 96,6 Pampilhosa da Serra 114 96,614Falagueira 150 kV 112,0 Pinhal Interior 112 130Chafariz 63 kV 32,0 Videmonte 32
Ferro 220 kV 40,0 Penamacor 40 120Bodiosa 63 kV 28,0 Nave 28 38Bodiosa 63 kV 18,0 Mourisca 18 38
Potência Total Telemedida -> 669,5
85,8
Valdigem 63 kV 38,2
Torrão 63 kV
Listagem dos Parques Eólicos com Telemedidas com a REN
2007-Fev-08
0
20
40
60
80
100
120
140
20:20 20:40 21:00 21:20 21:40 22:00 22:20 22:40 23:00
Horas
MW
SVG-P CFL-P CAF-P SRM-P CPP-P COS-P CNC-P SCF-P STR-P SBA-P9 SBA-P5
28
Impacto na Redes
• Novos requisitos – suportar cavas de tensão
Capacidade de Suportar Cavas de Tensão exigida aos centros produtores eólicos.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
tempo (ms)
U (pu)
E.on e ESBNG
REE
REN
Elkraft & Eltra
29
Espanha
• A produção eólica máxima em Espanha está a ser limitada pela perda generalizada da eólica devido a incidentes (cavas de tensão) na rede.
– A perda de geração eólica não pode originar o disparo das linhas de interligação Espanha-França (por sobrecarga).
– Actualmente Espanha tem 11,8 GW de Eólica e autorizou 28 GW, mas o sistema só suporta 22 GW.
• O comportamento da geração eólica em Portugal não está a ser tido em conta…
30
Espanha
• A REE criou o CECRE – Centro de Control de Régimen Especial, para maximizar a produção renovável sem afectar a segurança do sistema.
