Análise do PRODIST módulo 3

Transcrição

1 2005SET14 Análise do PRODIST módulo 3 J. Peças Lopes, Manuel Matos, J. Pereira da Silva, Vladimiro Miranda INESC Porto - Portugal INESC Porto Campus da FEUP R. Dr. Roberto Frias, nº Porto tel fax www@inescporto.pt internet

2 Introdução Análise efectuada análise geral de consistência interna e organização regras e procedimentos propostos ponto de vista técnico equilíbrio entre a indispensável salvaguarda dos interesses do sistema público e suas concessionárias e a remoção de barreiras ao acesso ao sistema por parte dos acessantes, em particular os produtores independentes Estrutura Apreciação geral do documento em termos dos seus objectivos, estruturação e estilo de escrita Alguns aspectos gerais Aspectos específicos das diversas secções Brasília 2

3 Apreciação geral Documento em análise bem estruturado Satisfaz, de forma geral, os objectivos a que se propõe Bastante completo Partes devidamente encadeadas Não se registam sobreposições, repetições ou contradições de vulto Não se detectam formulações geradoras de ambiguidade aos utilizadores Texto bem escrito, claro e bem estruturado, de leitura fácil e com uma componente técnica correcta e com o nível adequado aos fins a que se destina Elevado interesse e oportunidade da inclusão da Cartilha de Acesso ao Sistema de Distribuição (Secção 3.7 do documento) Brasília 3

4 Aspectos de organização Seria de encarar a hipótese de alterar a ordem das secções 3.2 e 3.3, colocando em primeiro lugar os procedimentos de solicitação de acesso, que temporalmente precedem as tarefas de projecto Existência de três glossários (lista de conceitos básicos) Secção 3.0 (18 entradas), secção 3.6 (32 entradas), secção 3.7 (118 entradas) Sugestão: eliminar os dois primeiros glossários, substituindo-os por uma referência à existência de um glossário geral na secção 3.7 Referências sobre legislação e outra regulamentação, também poderiam constar de uma lista de referências global Brasília 4

5 Aspectos gerais Definição de geração distribuída A utilização de definições separadas para geração distribuída e geração embutida não é consensual na literatura internacional Actualmente parece consolidar-se a utilização da designação Geração Distribuída, definida como todas as fontes de energia eléctrica ligadas a redes de distribuição, quer directamente quer através de instalações de consumidores, podendo operar em paralelo com a rede ou de forma isolada Na sequência deste comentário, sugere-se que seja encarada, num âmbito mais alargado do que o deste documento, a adopção de uma denominação única A despachabilidade deve ser declarada expressamente Brasília 5

6 Aspectos gerais Estudos e regras básicas de conexão Considera-se muito positivo o facto de se exigirem estudos que suportem os processos de acesso Contudo, exigem-se por vezes estudos que parecem demasiado detalhados e sofisticados para a análise do acesso da GE análises em regime transitório, em especial no caso de pequenas instalações de produção, não só em BT, mas mesmo em MT Sugere-se a definição de Regras Básicas com condições técnicas gerais de conexão exigentes garantindo a priori o cumprimento das condições de conexão específicas igualmente previstas no PRODIST - MÓDULO 3 Os estudos seriam então apenas realizados em situações onde não fossem verificadas as Regras Básicas As regras seriam definidas de acordo o nível de tensão, o que permitiria estabelecer regimes simplificados para a Baixa Tensão Brasília 6

7 Aspectos gerais Baixa Tensão Parece justificado definir, em diversas partes do documento, procedimentos simplificados para a Baixa Tensão, que poderão estar implícitos mas nem sempre são verbalizados Exemplo: não se encontrou excepção para a Baixa Tensão da imposição do ponto da secção 3.2, em relação a sistemas de amortecimento no cálculo mecânico de linhas Brasília 7

8 Aspectos gerais Funcionamento em rede isolada Muito positivo admitir-se a possibilidade de funcionamento em rede isolada contrariando a opção tradicional conservadora de evitar a todo o custo esse tipo de exploração Necessidade de definição clara das situações em que tal é possível e quais os requisitos de operação e protecções a exigir Brasília 8

9 Análise por secção Seção Introdução e Conceituação Seção Critérios Técnicos e Operacionais Seção Requisitos de Projeto Seção Procedimentos de solicitação de acesso Seção Implantação de Novas Conexões Seção Requisitos Específicos para Operação, Manutenção e Segurança da Conexão Seção 3.6 Contratos Seção Cartilha de Acesso ao Sistema de Distribuição Brasília 9

10 Seção Introdução e Conceituação Sugestão de inclusão de um reforço da parte doutrinária Definição de grandes princípios Linhas da política geral em relação à produção embutida/distribuída Preocupação genérica de garantir o carácter não-discriminatório das disposições do PRODIST - MÓDULO 3 e de remover barreiras artificiais em termos administrativos ou técnicos Maior clarificação dos prazos e mecanismos de revisão Referência à possibilidade de recurso para a ANEEL em situações onde o acordo entre Acessante e Acessada não seja possível Brasília 10

11 Seção Cartilha de Acesso ao Sistema 2 - deveria ser incluído o conceito de Ramal de Entrada e aparente incoerência de prazos para a informação de acesso (15/30 dias) com a Secção definição do prazo de validade difere da do ponto da Secção 3.3 Sugestão: substituir as duas definições pela fixação de um prazo no próprio PRODIST - MÓDULO 3) não consta o limite de 5 MW (secção 3.3, ) Brasília 11

12 Seção Critérios Técnicos e Operacionais Classificação da tensão em adequada, precária e crítica, utilizada nos pontos e , deveria conduzir à definição desses termos Nos pontos e 4.4.2, sugere-se a discriminação do tipo de estudos específicos complementares a realizar para avaliar o impacto da realização das manobras de ligar e desligar os bancos de capacitores Requisitos técnicos para a conexão de usuários com geração embutida (ponto 5), deveriam ser mais detalhados Limitação de problemas técnicos ou de segurança da rede acessada e de outros acessantes De acordo com o tipo de sistema de conversão de energia a utilizar, deveriam ser especificadas condições técnicas especiais Brasília 12

13 Seção Critérios Técnicos e Operacionais A título de exemplo, descrevem-se as condições técnicas definidas regulamentarmente em Portugal [DL 189/88, de 27/5] a ligação dos geradores síncronos só poderá ser efectuada quando a tensão, frequência e fase do gerador a ligar estiverem compreendidas entre: Potência do Gerador Grandezas Até 500 kva Maior que 500 kva Tensão (tensão da rede 1 p.u.) 0,9 p.u. a 1,1 p.u. 0,92 p.u. a 1,08 p.u. Desvio de frequência da rede ±0,3 Hz ±0,2 Hz Fase (em relação à tensão da rede) ±20 ± Brasília 13

14 Seção Critérios Técnicos e Operacionais Ligação dos geradores assíncronos [DL 189/88, de 27/5] No caso de ligação directa à rede, a ligação dos geradores deverá ser feita depois de atingidos 90% da velocidade síncrona, no caso de a potência do gerador não exceder 500 kva. Para potências superiores a 500 kva, a ligação só deverá ser feita depois de atingidos 95 % da velocidade síncrona Por forma a limitar as quedas de tensão transitórias na rede aquando da ligação dos geradores assíncronos podem ser utilizados equipamentos auxiliares adequados tipo soft-starting Brasília 14

15 Seção Critérios Técnicos e Operacionais No caso de ocorrer uma perturbação na rede que leve à desligação da instalação de produção independente, só deve ser permitida a ligação desta instalação depois haver garantia de sucesso na reposição de serviço Religação 3 minutos depois da tensão ter atingido pelo menos 80% do seu valor normal Religações dos diferentes geradores temporizadas de pelo menos 15 segundos, excepto máquinas assíncronas No caso de ocorrência de ventos muito elevados, a desligação das turbinas de um parque não deve ocorrer simultaneamente Brasília 15

16 Seção Critérios Técnicos e Operacionais Parece excessiva a exigência de realização dos estudos relativos aos modos de oscilação sub-síncrona e a imposição de proceder à instalação de estabilizadores (5.1.8) Quando não é admitida a operação em rede isolada, referir quais as protecções cujo ajuste deve ser coordenado para garantir a desligação da GE (5.1.18) Não parece adequado considerar que, para instalações de baixa potência, se requeira a utilização de sistemas de monitorização e controlo remoto (5.1.19) Recomenda-se que se estabeleça um limite de potência a partir do qual se requer a instalação deste tipo de sistemas Brasília 16

17 Seção Critérios Técnicos e Operacionais Equipamentos electrónicos Tendo em conta a história recente e a evolução previsível da GE, seria aconselhável incluir disposições relativas à conexão através de equipamentos electrónicos, considerando possibilidades adicionais de controlo de frequência, tensão, potência reactiva e resposta a transitórios Aerogeradores Painéis solares fotovoltaicos Microturbinas Brasília 17

18 Seção Requisitos de Projeto Em termos conceptuais, esta secção assume por vezes uma posição doutrinária Sugere-se uma posição sempre mais regulamentadora, exigindo a demonstração de que a solução do Acessante respeita normas, disposições regulamentares e limites de segurança definidos, ou os padrões da Acessada, em vez de tentar orientar o projecto atribui à Acessada a possibilidade de definir se métodos estatísticos aceites para dimensionamento. Preferível fixar condições regulamentares e de segurança das quais depende o licenciamento, incluindo a exigência de apresentação de determinados cálculos sem condicionar a forma como o projecto é desenvolvido (pára-raios). A disposição deveria ser mais genérica Referir a necessidade de avaliar ou reavaliar a adequação dos pára-raios, em face das condições técnicas e do nível cerâunico da região Brasília 18

19 Seção Requisitos de Projeto Minimização de custos Estabelece-se a obrigatoriedade de soluções de custo mínimo, incluindo investimento e perdas ( custo mínimo global ) nem sempre claramente Quando o investimento é realizado pelo Acessante e as perdas constituem um encargo da Acessada, não existe, de facto, um custo mínimo global, podendo ser adequado estabelecer requisitos que limitem os encargos com perdas no futuro Impacto ambiental Imposição simultânea do critério de custo mínimo global e da minimização do impacto ambiental e ecológico (secção 3.2, e 2.4.2) O potencial conflito entre critérios pode criar um impasse regulamentar Confiabilidade Ausência aparente de estudos de confiabilidade, de forma objectivada e quantificada, associados aos requisitos de projecto Brasília 19

20 Seção Requisitos de Projeto Critério do menor custo pode suscitar opções que não são, globalmente, as mais adequadas (2.4 e 2.5) O critério do custo menor levará a escolha do traçado de menor comprimento, com possíveis prejuízos noutros critérios, incluindo o impacto ambiental que também (ponto 2.4.2) se pretende minimizar Omissas deste artigo questões como condições de segurança e também questões de possível distinto impacto na confiabilidade do sistema Sugere-se uma flexibilização do articulado, mencionando a necessidade de tomar em consideração os diversos aspectos relevantes em cada caso É possível adoptar formulações do tipo A escolha do traçado deve obedecer às boas práticas da engenharia e levar em conta o menor caminhamento, a escolha econômica da estrutura, o acesso às estruturas, as condições de aterramento, aspectos de segurança de pessoas e de confiabilidade do sistema de distribuição e ainda aspectos ambientais, ecológicos e de preservação do património, respeitado o princípio da racionalidade econômica sem prejuízo do atendimento aos outros critérios num compromisso equilibrado Brasília 20

21 Seção Requisitos de Projeto O articulado do ponto poderia ser simplificado, eliminando as alíneas e acrescentando algo como... estabelecidos regulamentarmente, ou então deverá ser completada, mencionando estradas, cursos de água navegáveis, vias férreas e outros obstáculos para os quais haja regulamentação específica No ponto 2.9, saúda-se a preocupação com a realização de estudos de confiabilidade Presente articulado é algo vago, em termos de objecto e responsabilidade e um pouco desenquadrado do resto do documento Sugere-se alguma reflexão suplementar em relação a este aspecto essencial do projecto, traduzida posteriormente em articulado mais objectivo Revisão do limite superior de conexão a BT (tabela em ) Previsível aumento da microgeração (redes urbanas e semi-urbanas) com equipamentos de potência superior a 75 kw Brasília 21

22 Seção Requisitos de Projeto Em relação aos requisitos de protecção de interligação da geração embutida enunciados no ponto , a configuração típica (MT e AT) consiste nos seguintes relés: Relés de máximo e mínimo de tensão, 27 e 59, respectivamente Relés de máximo e mínima de frequência, 81U e 81O, respectivamente Relés de máximo de intensidade, com tempos de actuação instantâneos, 50, e temporizados, 51 Relés para detecção de defeito à terra com tempos de actuação instantâneos e temporizados, 50N e 51N, respectivamente (ou Relé de tensão de sequência de zero ou homopolar, 59N) Nas potências mais elevadas, pode ser conveniente incluir outros relés, tais como de detecção da inversão do fluxo de potência, 32, máximo de intensidade sensível à sequência inversa, 46, e máximo de intensidade controlados por tensão, 51V Brasília 22

23 Seção Requisitos de Projeto A configuração típica (CIGRE, ainda em fase de edição) MV feeder HV/MV Substation 59N U 81O LEGEND Undervoltage 50 Instantaneous overcurrent - phase 50N Instantaneous overcurrent - Zero seq. 51 Time delay overcurrent - phase 51N Time delay overcurrent - Zero seq. 52 Interconnection CB 59 Overvoltage 59N Overvoltage - Zero seq. 81U/O Under/Overfrequency N 51N G Brasília 23

24 Seção Requisitos de Projeto Protecções sugeridas genericamente de acordo com os princípios básicos Recomenda-se a indicação da classificação ANSI Demasiado exigente nas potências intermédias (501 kw a 30 MW) em relação às duas últimas protecções da tabela Sobrecorrente direccional Sobrecorrente com restrição de tensão Brasília 24

25 Seção Requisitos de Projeto Participação da GE em funções de CAG, definida no ponto 4.9, deveria ser enquadrado no âmbito de uma gestão hierarquizada da GD, envolvendo a implementação do conceito de centro de despacho de GD A participação da GD na regulação primária de frequência deve ser preconizada, definindo-se os patamares e as tecnologias em que tal será possível e adequado A participação na regulação secundária exigiria a implementação de uma estrutura de gestão hierarquizada Brasília 25

26 Seção Requisitos de Projeto Estrutura de gestão e controlo Unidade de Controlo TSO Clusters de Grupos Geradores DE RES Grupo de Geradores Gerador Simples Requi sitos de Operação : Garantia de Fornecimento de quantidades de energia Fornecimento de Serviços de Sistema (Pot. r eactiva e reservas) Minimização de desvios em programas de produç ão Requi sitos de Operação : Limitação de pot ência a in jectar Controlo de tensão e potência reactiva Cut - off de emergência (desconexão) por períodos de interrupç ão de se rviço da rede Procedimentos de entrada e saída de serviço coordenados (limitação do gradiente damping ) Requi sitos de Operação Operação segura e confi ável Máxima produção de energia Redução de pertubações na qualidade da onda Cluster s de Grupos Geradores G rupos de G rupos de G rupos de G eradores 1 G eradores 2 G eradores N Gen Gen Gen Gen Gen 1, 1 1,. 2 1, 3 2,. 1 2, 2 Gen n, n Brasília 26

27 Seção Requisitos de Projeto Participação da GE na recomposição de área após distúrbio Este requisito parece bastante adequado, atendendo às capacidades que a GE pode disponibilizar Sugere-se que se mencione a temporização a impor na religação ao sistema de distribuição, após o restabelecimento da tensão Discussão adicional sobre a robustez da GE aquando da ocorrência de perturbações nas redes eléctricas, (capacidade de sobrevivência a cavas de tensão resultantes de perturbações ocorridas nas redes) Objectivo de evitar ou limitar a perda de produção distribuída em determinadas áreas de rede nestas situações Requisito exigido especialmente aos conversores de energia eólica Brasília 27

28 Seção Requisitos de Projeto Portugal - Os centros produtores eólicos com potência instalada superior a 5 MVA, devem poder permanecer ligados à rede para cavas de tensão decorrentes de defeitos trifásicos, bifásicos ou monofásicos sempre que a tensão no lado da rede de distribuição esteja acima da curva, não podendo consumir potência activa ou reactiva durante o defeito e na fase de recuperação da tensão. 1,2 Capacidade de suportar cavas de tensão na sequência de defeitos trifásicos, monofásicos e bifásicos 1 0 ; 1 U / U nominal [pu] 0,8 0,6 0,4 1,5 ; 0,8 10 ; 0,9 0,2 0 ; 0,2 0,5 ; 0, tempo [s] Após a eliminação do defeito e início da recuperação da tensão na rede de distribuição, a potência activa produzida deve recuperar de acordo com uma taxa de crescimento por segundo não inferior a 5% da sua potência nominal Brasília 28

29 Seção 3.3 Procedimentos de solicitação de acesso Secção com especial importância para a geração distribuída Define as regras que levam à obtenção da autorização de conexão, sem a qual os investimentos realizados pelo produtor carecem de sentido A Consulta de Acesso não é muito produtiva para o Acessante A reserva que daí resulta apenas se refere a pontos de conexão sem qualquer garantia de capacidade (Secção 3.3 omissa, mas o ponto da secção 3.7 é bastante claro) Sugestão: Indicação de uma potência de ligação conservadora associada a cada ponto de conexão, reservada por um período limitado A Solicitação de Acesso é bastante exigente em termos de encargos para o candidato, pelo que a falta de garantia de reserva pode constituir involuntariamente uma barreira ao acesso às redes Brasília 29

30 Seção 3.3 Procedimentos de solicitação de acesso Pontos de conexão inconsistências indica que o Acessante solicita uma avaliação dos pontos de conexão de seu interesse à Concessionária ou Permissionária de distribuição, que informará aqueles identificados como viáveis e as alternativas possíveis para a conexão refere que é indicado o melhor ponto de conexão, ou outros pontos disponíveis com respectivas justificativas Na secção 3.7, ponto 7.1.1, diz-se que o Acessante deve indicar o Ponto de Conexão desejado e (ponto 7.1.2) que a Informação de Acesso incluirá o Ponto de Conexão mais econômico entre 3 (três) alternativas Sugere-se que, ao estabelecer a versão definitiva, se tome em conta o comentário no final do slide anterior Brasília 30

31 Seção 3.3 Procedimentos de solicitação de acesso Prazos estabelece 12 meses de antecipação para Solicitação de Acesso (em relação à entrada em operação) informa que este prazo se refere ao acesso Permanente, alertando também para o risco deste período ser insuficiente Sugestão: não definir qualquer antecipação e estabelecer prazos máximos de resposta por parte da Acessada, nas diversas situações Estudos , referem-se os estudos a apresentar pelos Acessantes já conectados para agilizar o processo de análise da Solicitação de Acesso Sugestão: definir cenários de operação (períodos húmido e seco, níveis de produção) Caracterizar com maior detalhe as perturbações para as quais se pretende que sejam realizados os estudos de estabilidade Brasília 31

32 Seção 3.3 Procedimentos de solicitação de acesso a regra (atendimento por ordem da data prevista para o início efectivo da operação) não parece adequada O restante articulado transmite a ideia de processos independentes, a serem atendidos por ordem de entrada, no menor tempo possível para a tramitação O critério da data prevista para início efectivo da operação presta-se a manipulações A consideração de sugestões anteriores em relação a reserva de capacidade e eliminação de prazos definidos por antecipação resolveria esta questão com naturalidade estabelece que o Acessante faz os estudos especiais e especificações de equipamentos para a rede da Acessada Seria de rever, em face das dificuldades práticas associadas Brasília 32

33 Seção 3.3 Procedimentos de solicitação de acesso Dados solicitados nos anexos da Secção 3.3 Constituem um conjunto bem organizado, coerente e completo Dificuldades na obtenção destes dados Exemplo: fabricantes dificilmente disponibilizam curvas de amortecimento, curvas Cp x lambda, diagramas de blocos dos controladores e seus parâmetros) Não se define, um esquema padrão para os controladores dos diferentes tipos de aerogeradores o que dificulta a disponibilização da informação necessária para efectuar estudos de comportamento dinâmico. De referir que os dados solicitados estão muito orientados para geradores de indução convencionais ou duplamente alimentados Pouco detalhada a informação requerida para as máquinas síncronas de velocidade variável e seus conversores electrónicos Deveriam ser solicitados apenas os gráficos de 24 h de potência média injectada prevista, com uma periodicidade horária, para períodos típicos do ano Brasília 33

34 Seção Contratos Sobretudo aspectos jurídicos, não abrangidos pela análise realizada pelo INESC Questão de unidades: kvarh (e não kvar ) correcto no glossário da secção 3.7 (2.52) designação var é a aprovada pela CEI (IEC) Brasília 34

35 Seção Implantação de Novas Conexões (sem comentários) Brasília 35

36 Seção Requisitos Específicos para (sem comentários) Brasília 36

37 Nota final O PRODIST é um marco importante para o Sector Eléctrico Brasileiro Boa oportunidade para introduzir práticas inovadoras na distribuição, acompanhando a evolução tecnológica e conceptual que se prevê vir a acelerar nos próximos anos Despacho da geração distribuída Gestão activa de redes Micro-geração Micro-redes IMPORTANTE: Articulação com os restantes módulos Brasília 37