Geração ERNC - Experiência Brasileira - CIGREcigre.cl/Bienal2015/wp-content/uploads/2015/12/ANEEL.pdf · Não é um modelo de comercialização de energia. Geração Distribuída

CONGRESSO BIENAL INTERNACIONAL 2015

Reive Barros dos SantosDiretor

23 de novembro de 2015

Santiago – Chile

Geração ERNC - Experiência Brasileira

222

Governança Setorial

Aspectos institucionais

Missão“Proporcionar condições favoráveis para que o mercado de energia

elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em benefício da sociedade.”

333

Capacidade instalada de

Geração atual

139.094 MW

Mais 41 mil MW

previstos até 2020

Hidrelétrica67%

Térmica28%

Eólica3%

Outras fontes

2%

Uma matriz cada vez mais limpa.

Mais de R$ 400 milhões anuais em investimentos de P&D para melhoria da

eficiência e diversificação da matriz

O Sistema Elétrico Brasileiro

444

O Sistema Elétrico Brasileiro

4.000 km

Sistema Interligado

Sistema Isolado

125.644 Km de linhas de transmissão em operação

Contratação de 23.800 kmaté 2018

Investimentos de R$ 34 bilhões

Sistema Isolado: geração térmica de combustível fóssil

PARQUE EÓLICO

RESERVATÓRIO

TÉRMICA A BIOMASA

BATERIAS DE PARQUES EÓLICOS

TÉRMICAS A BIOMASACENTRAIS SOLARES

Fonte: EPE

Reservatórios das hidrelétricas

Potencial Eólico e Solar no Brasil

A irradiação diária média anual varia entre 1.500 e2.400 kWh/m2/ano, valores que são significativamentesuperiores à maioria dos países europeus:Alemanha: 900 – 1.250 kWh/m2/anoFrança: 900-1.650 kWh/m2/anoEspanha: 1.200 -1.850 kwh/m2

SolarEólico

Um novo mapa está sendo elaborado (medição acima de 100m). A expectativa é que o potencial chegue a 300 GW.

* Valores estimados para instalações com altura de 50m do solo.

777

Complementariedade da Geração Eólica e Hídrica

Sistema Nordeste

Geração Centralizada Interligada

Mini e Micro Geração

Distribuída

Sistemas Isolados

Energia Elétrica de fontes renováveis não convencionais – ERNC no Brasil

999

Empreendimentos que entraram em operação nos últimos 10 anos

ERNC Centralizada – Cenário atual

101010

Fase/Tipo Nº de Usinas Potência Instalada [kW]

Operação 25 25.233

A serem construídos

40 1.142.975

Total 65 1.168.208

Empreendimentos outorgados (solar e eólica)


Fase/Tipo Nº de Usinas Potência Instalada [kW]

Operação 274 6.700.433

A serem construídos

460 10.958.366

Total 734 17.658.799

111111

Empreendimentos registrados, ainda sem outorga (solar e eólica*)(Empreendimentos detentores de Despacho de Requerimento de Outorga – DRO)

Nº de Usinas Potência [kW]

839 22.797.996


Nº de Usinas Potência [kW]

178 4.713.600

* DRO de eólicas possui validade de 1 ano.

121212

Leilões de Energia de Fontes Solar e Eólicas

ERNC Centralizada – Cenário futuro

Fonte Investimento Previsto MWmedPmédio total

(R$/MWh)

Eólica(de 2009 a 2015) 59,114 bilhões de reais 6629,7 127,81

Solar (2014 e 2015) 12,88 bilhões de reais 678,9 274,53

Quantidades e Preços médios negociados:

131313

31 empreendimentos de energia solar contratados no Leilão

preço da energia solar caiu de R$ 262/MWh, para o preço médio final de R$ 215/MWh (87 usd)

preço menor do queUS$ 90/MWh – deixa o Brasilentre os países com menorpreço para essa fonte(1 usd = R$ 2,47)

331 usinas habilitadastotalizando 8.871MW

31 usinas vencedoras totalizando 202,1MWmed

13


Leilão de Energia de Reserva 2014 – Empreendimentos Solares Fotovoltaicos

141414

30 empreendimentos de energia solar contratados no Leilão

preço da energia solar caiu de R$ 349/MWh, para o preço médio final de R$ 301/MWh (84 usd)

preço menor do queUS$ 90/MWh – deixa o Brasilentre os países com menorpreço para essa fonte(1 usd = 3,58)

341 usinas habilitadastotalizando 11.261MW

30 usinas vencedoras totalizando 232,9MWmed

14


1º Leilão de Energia de Reserva de 2015 – Empreendimentos Solares Fotovoltaicos

151515

Eólica – Evolução da capacidade instalada até 2019

(ABEEólica, março de 2015 http://www.portalabeeolica.org.br/)


Brasil - Estimativa de Evolução da Capacidade instalada até 2024Em verde: Outras fontes Renováveis = ERNC


Participação das fontes na capacidade instalada de geração de energia elétrica em 2018 e 2024 no Brasil. (OFR = ERNC).


Cenário de crescimento na participação de ERNC, com redução da participação de UHEs e Térmicas.

Acréscimo de capacidade instalada até 2024 no Brasil, por região.Fontes: Eólica, Biomassa e Solar


Crescimento maior previsto na região nordeste.

191919

Troca de energia entre Consumidor e a Distribuidora, sem circulação de $. A rede é uma bateria virtual.

Não é um modelo de comercialização de energia.

Geração Distribuída - GD é uma ação de eficiência energética e gera benefícios para a rede.

Micro GD

• < 100 kW

Mini GD

• 100 kW até 1 MW

Fontes Incentivadas

Eólica Solar Hidráulica Biomassa Cogeração

Em contrapartida, consumidor-gerador obtém benefícios com a compensação da energia gerada na fatura.

Conectadas na distribuição por meio de unidade consumidora

Sistema de compensação de energia elétrica

Resolução Normativa nº 482/2012 – Net Metering

Micro e MinigeraçãoDistribuída

202020

Consumo Geração

Faturamento pela diferença entre consumo e geração

Eventuais créditos podem ser utilizados em até 36 meses

Possibilidade de utilização de créditos em outras unidades consumidoras do mesmo titular

Compensação de Energia



Potência instalada total muito baixa (aprox. 12 MW), ligados diretamente nas distribuidoras.

Localização das Conexões

90% da micro e minigeração estão instalados em unidades consumidoras residenciais e comerciais.

Prevalência de microgeração com baixa potência instalada: 92% dos geradores instalados são abaixo de 10 kW.


232323

Contratação e Custos de Geração em Sistemas Isolados

Geração em Sistemas Isolados

• Processo licitatório obrigatório (Art. 1º da Lei nº 12.111/2009).

• Definição regulatória do “Custo Total de Geração” para as diferentes fontes.

• Reembolso (subsídio) pela conta de Consumo de Combustíveis – CCC.

Fonte ERNC existentes em sistema isolado

Custo Total de Geração (Anexo IV da REN nº 427/2011) - R$ / MWh

PCH 135,90

Solar Fotovoltaica 6.646,67

Biomassa (Bagaço de Cana) 155,45

Biomassa (Casca de Arroz) 140,29

Biomassa (Cavado de Madeira) 137,77

Biomassa (Biogás de aterro sanitário) 229,87

Biomassa (Biogás de esterco) 148,89

ERNC no Brasil Impactos sobre o Sistema Elétrico

Implantação e Escoamento da Energia gerada

Aspectos Operativos

252525

Questão Ambiental

Implantação dos Empreendimentos

• Acordo entre Associação de Empreendedores com órgãos ambientais;

• Criação de procedimentos específico de análise dos licenciamentos das EOL.

• Redução dos atrasos.

Licenciamento ambiental e Eólicas e PCHs enfrentou (e ainda enfrenta) atrasos e restrições.

Realização de fóruns de discussões, com participação de agentes e dos órgãos ambientais.

Problema:

Solução:

Resultados:

262626

Instalações de transmissão conexão compartilhada – ICGs

Escoamento da Energia Gerada

Habilitação em novos leilões restritas a projetos com conexão em rede já existente.

ICGs – conexão eólica ao SIN aprox.

1000 MW

Problemas:

Usinas de pequeno porte (até 30 MW), longe dos principais centros de cargas.

Inviabilidade de construção de sistemas transmissão de interesse restrito junto às usinas.

Solução:

Obras de transmissão para o escoamento da Energia –ICGs, compartilhadas entre várias usinas.

Custeadas por todos os acessantes do sistema de transmissão, via tarifa.

Problemas verificados :

Atrasos em obras de transmissão com descasamento da entrada em operação de geração e transmissão.

Usinas aptas a operar (algumas recebendo receita) não tiveram como escoar energia.

Solução nova:

997

2182

965

80205

1317

222

4429

1539

5968

SIN

Localização dos Parques instalados

Estudo do ONS referente à geração eólica.

Parques eólicos que se relacionam com o ONS

25 de novembro de 2015

40 para 342 MW - Rampa de subida de 302 MW em 1 hora.

342 p/ 91 MW - Rampa de descida de 232 MW em 1 hora.

Intermitência momentânea da fonte eólica

Aspectos Operativos do Sistema Elétrico

Diferença de 1200 MW no mesmo horário de um dia para o outro

Grande variação da geração eólica entre dias consecutivos

292929

Desvios percentuais entre previsão e execução de geração eólica – Últimos 2 anos. Região sul.


Fonte: Nota técnica “Força tarefa de requisitos técnicos para estudos de estabilidade dinâmica e de tensão”. Estudo realizadopelo ONS.

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ONS - Previsão de Geração Eólica para programação


Meteorológica

Disponibilizada diariamente, para o ONS, às 06h, 12h, 17h e 22h

as previsões para a Programação (30 min) e Tempo Real (10 min).

Neuro-eólica (Universidade de Pernambuco)

Tempo Real - Potência x Potência. Dados das últimas 6 horas.

Intervalo de 10 min.

Planejamento – Vento x Potência. Intervalo de 30 min

Programa Diário de Produção

Composição da Meteorológica, Neuro-eólica e Agentes. Intervalo

de 30 min.

313131

Déficit (~ 2.400 MWméd) obtido junto aos demais subsistemas.

Despacho flat(~ 3700 MW)

Despacho flat (~ 2700 MW) -Limitação da geração hidráulica - Vazão mínima de 900 m3/s no Rio São Francisco.

Geração Eólica(~ 1800 Mwméd) intermitentes.

~ 10.600 Mwméd

Condições atuais de operação NE


Geração eólica no Nordeste Uso do Intercâmbio

Ajustes no Intercâmbio em Tempo Real, processo automático, otimizado pelo ONS.

Geração eólica no Nordeste Uso do Intercâmbio

323232

IPDO 17/11/2015


Detalhe Sistema Nordeste

Neste dia a geração eólica foi cerca de 400 Mwmédios maior do que o programado.

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Tratamento energético – Sistema Nordeste


• Pulverização Geográfica de usinas e seu porte pequeno (até 30 MW) mitiga problema da intermitência da fonte eólica.

• Variações de geração o nordeste não são representativas perante todo o parque gerador nacional (< 1%).

• Incrementos ou decrementos de uso da interligação (e geração adicional do SIN) são alterados automaticamente pelo sistema de controle de despacho do ONS. Posteriormente há otimização, conforme diretrizes energéticas.

• Em caso de indisponibilidade ou limitação da interligação, é preciso incrementar a geração interna no Subsistema Nordeste ou reduzir a carga.

• Condições de operação em regime de frequência e tensão não nominais podem causar o auto desligamento de usinas eólicas, aumentando o déficit energético.

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Controle de Carregamento (Linhas e transformadores)

• Redução da geração eólica produzida sem desligamento do parque, mediante controles das pás dos aerogeradores

Requisitos operativos exigidos de centrais eólicas e fotovoltaicas

Condições pré-estabelecidas nos Editais de Leilão (aprovados pela ANEEL)

Usinas antigas devem se adequar às características operativas vigentes, conforme Procedimentos de Rede.


Participação em Sistemas Especiais de Proteção

• Minimizar consequências de perturbações no sistema, incluindo sobrefrequência em caso deilhamento, por meio de desconexão automática ou de redução de geração mediante controle depasso ou de stall das pás

Inércia sintética da central geradora eólica

• Contribuir para a regulação primária de frequência no SIN por meio da emulação de inércia pormodulação transitória da potência de saída.

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Operação em regime de frequência não nominal

Requisitos Mínimos

• Frequência < 56 Hz ou > 63 Hz Desligamento Instantâneo permitido.• Frequência < 58,5 Hz ou > 62,5 Hz Operação por tempo mínimo de 20 e 10 segundos,

respectivamente,

Objetivo: Minimizar o desligamento do gerador por subfrequência e sobrefrequência quando o sistema pode se recuperar pela sua capacidade própria de regulação.

Operação em regime de tensão não nominal

Requisitos Mínimos

• Tensão entre 0,85 e 0,90 p.u. Operação por, no mínimo, 5 segundos.• Tensão entre 1,10 e 1,20 p.u. Operação por, no mínimo, 2,5 segundos.

Objetivo: Evitar o desligamento da usina quando há variações de tensão no sistema


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Ações de Controle de Tensão - Geração/Absorção de Reativos

• Sob comando do ONS, a central de geração eólica devepropiciar os recursos necessários para operar com fator depotência indutivo ou capacitivo dentro da faixa operativaPotência Ativa.

Objetivo: Participação efetiva no controle da tensão.


Atendimento do Fator de Potência em regime de tensão não nominal

• Sob comando do ONS, central deve ter capacidade de geração/absorção de potência reativa, dentro da faixa operativa de tensões.

Objetivo: Garantir o atendimento aos requisitos de fator de potência em toda a faixa operativa das tensões.

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Conclusões sobre os aspectos operativos


• ERNC - Principais fontes no crescimento da oferta de energia no Sistema InterligadoNacional, principalmente para Região Nordeste.

• Risco de desligamentos nas interligações – Queimadas nos meses de Agosto eSetembro – coincide com a maior incidência dos ventos e irradiação solar: segurançaao abastecimento.

• Intermitência pode prejudicar em condições desfavoráveis de operação –importância da implantação de controles.

• Outras fontes ERNC, como PCH e Biomassa têm comportamento operativosemelhante às fontes já existentes.

• Necessidade de continuar aprimorando a previsão de geração eólica, tanto no médioquanto no curtíssimo prazo.

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Reive Barros dos SantosDiretor

[email protected] – Quadra 603Módulos “I” e “J”CEP: 70.830-110 /Brasília – DFTel.: +556121928600

[email protected]

Obrigado!

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