FERRAMENTA PARA MAXIMIZAÇÃO DE CARGA NA FASE FLUENTE DE RECOMPOSIÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS. Eduardo Martins Viana

Transcrição

1 FERRAMENTA PARA MAXIMIZAÇÃO DE CARGA NA FASE FLUENTE DE RECOMPOSIÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS Eduardo Marins Viana DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA ELÉTRICA. Aprovada por: Prof. Edimar José de Oliveira, D.Sc. - Orienador UFJF Dr. Nelson Marins, Ph.D. Cepel Prof. José Luiz Rezende Pereira, Ph.D. UFJF Prof. André Luis Marques Marcao, D.Sc. - UFJF JUIZ DE FORA, MG - BRASIL AGOSTO 008

2 VIANA, EDUARDO MARTINS Ferramena para Maximização de Carga na Fase Fluene de Recomposição de Sisemas Eléricos [Juiz de Fora] 008 XIII, 118 p. 9,7 cm (UFJF, M.Sc., Engenharia Elérica, 008) Disseração Universidade Federal de Juiz de Fora 1. Recomposição de Sisemas Eléricos. Fluxo de Poência Óimo 3. Decomposição de Benders I. UFJF II. Tíulo (Série) ii

3 iii Dedico ese rabalho aos meus pais.

4 Agradecimenos A Deus, criador de odas as coisas. Aos meus pais Rubens e Suzana pelo apoio em odos os momenos, e por serem os principais responsáveis por udo que conquisei aé hoje. À minha irmã Lídia, pelo apoio e pela orcida. À minha namorada Táila Lima do Amaral, pelo amor, carinho, compreensão e incenivo dado neses dois anos. Aos colegas do curso de mesrado que de alguma forma conribuíram para o desenvolvimeno dese rabalho. Ao professor Edimar José de Oliveira, pela orienação, confiança e dedicação ao desenvolvimeno dese rabalho. Ao pesquisador Nelson Marins, pelas sugesões dadas ao longo dese rabalho. Aos professores André Luis Marques Marcao e José Luiz Rezende Pereira, pela paricipação na banca examinadora e pelas conribuições dadas ao rabalho. À UFJF / CAPES pela concessão da bolsa de esudos. À Universidade Federal de Viçosa, pela excelência no ensino. iv

5 O conhecimeno chega, mas a sabedoria demora. (Alfred Tennyson) v

6 Resumo da Disseração apresenada à UFJF como pare dos requisios necessários para a obenção do grau de Mesre em Engenharia Elérica (M.E.E.) FERRAMENTA PARA MAXIMIZAÇÃO DE CARGA NA FASE FLUENTE DE RECOMPOSIÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS Eduardo Marins Viana Agoso / 008 Orienador: Edimar José de Oliveira, D.Sc. Programa: Engenharia Elérica Ese rabalho propõe uma meodologia para auxiliar os esudos relacionados à recomposição fluene de sisemas eléricos de poência. Nesa fase inicial de recomposição, o sisema de poência enconra-se esruurado em longos corredores de ransmissão e a definição de uma configuração de reaores consiui uma das esraégias adoadas para a eliminação de sobreensões. A ferramena proposa, baseada em um modelo de oimização, visa o esabelecimeno de procedimenos de rede que conduza a uma configuração mínima de reaores conecados ao sisema e a máxima omada de carga durane esa fase de recomposição. Os diversos cenários de recomposição fluene, correspondenes à energização de novos rechos de linhas de ransmissão, são represenados aravés de subproblemas. A écnica de decomposição de Benders associada à meodologia primal-dual de ponos ineriores é uilizada para solução do problema de oimização não-linear proposo. São realizados esudos de caso em ramos de recomposição fluene do Sisema Elérico Brasileiro inerligado para verificar a eficácia da meodologia. Os resulados obidos são comparados com ouros méodos proposos na lieraura. vi

7 Absrac of Disseraion presened o UFJF as a parial fulfillmen of he requiremens for degree of Maser of Elecrical Engineering (M.E.E.) LOAD MAXIMIZATION TOOL FOR ELECTRIC SYSTEM FLUENT RESTORATION Eduardo Marins Viana Augus / 008 Supervisor: Edimar José de Oliveira, D.Sc. Deparmen: Elecrical Engineering This work proposes a mehodology o help he sudies relaed o elecric power sysems fluen resoraion. A his early resoraion sage, power sysem is srucured in long ransmission corridors and he reacors se definiion is one of he adoped sraegies for overvolages disposal. The proposed ool, based on an opimizaion model, aims he nework procedures esablishmen leading o a minimum reacors configuraion conneced o he sysem and maximum load pick-up during his resoraion phase. The various fluen resoraion scenarios, corresponding o new ransmission lines secions inrush, are represened by sub problems. Benders decomposiion echnique associaed o primal-dual inerior poins mehodology is used o solve he proposed nonlinear opimizaion problem. Case sudies are conduced in fluen resoraion branches of Brazilian Elecric inerconneced Sysem o verify he mehodology effeciveness. The resuls are compared wih oher proposed mehods in he lieraure. vii

8 Sumário Capíulo I... 1 Inrodução... 1 I.1 Considerações Iniciais... 1 I. Objeivo da Disseração... 4 I.3 Publicações Decorrenes da Disseração... 4 I.4 Esruura da Disseração... 5 Capíulo II... 7 Recomposição de Sisemas de Poência... 7 II.1 Considerações Iniciais... 7 II. Revisão Bibliográfica... 7 II.3 Filosofia de Recomposição do Sisema Elérico Brasileiro... 1 II.3.1 Direrizes para a Recomposição Fluene II.4 Esudos Eléricos de Recomposição do SIN II.5 Conrole de Sobreensões na Recomposição do SIN II.6 Conclusões... 0 Capíulo III... 1 Meodologia Proposa... 1 III.1 Considerações Iniciais... 1 III. Idenificação do Problema... 1 III.3 Técnica de Solução... 3 III.4 Descrição dos Modelos Adoados... 6 III.4.1 Modelagem das Máquinas Síncronas... 7 III.4. Modelagem da Curva de Capabilidade... 8 III.4.3 Modelagem dos Reguladores de Tensão III.4.4 Modelagem dos Compensadores Síncronos... 3 III.4.5 Modelagem dos Reaores... 3 III.4.6 Modelagem do Compensador Esáico de Reaivos III.5 Modelagem do Subproblema III.5.1 Função Objeivo III.5. Resrições de Balanço de Poência Aiva e Reaiva III.5.3 Resrições da Modelagem das Máquinas Síncronas III.5.4 Resrições da Curva de Capabilidade III.5.5 Resrição da Modelagem do AVR III.6 Modelagem do Subproblema III.6.1 Função Objeivo III.6. Resrições de Balanço de Poência Aiva e Reaiva III.6.3 Resrições de Modelagem das Máquinas Síncronas viii

9 III.6.4 Resrições da Curva de Capabilidade III.6.5 Limies de Tensão III.7 Modelagem do Subproblema III.7.1 Função Objeivo III.7. Resrições de Balanço de Poência Aiva e Reaiva III.7.3 Resrições de Modelagem das Máquinas Síncronas... 4 III.7.4 Resrições da Curva de Capabilidade... 4 III.7.5 Resrição da Modelagem do AVR III.7.6 Limies de Tensão III.8 Monagem do Core de Benders III.9 Algorimo de Solução III.10 Exemplo Tuorial III.11 Conclusões... 6 Capíulo IV Esudo de Casos IV.1 Considerações Iniciais IV. Área Ilha Soleira IV.3 Área Jupiá IV.4 Área Rio de Janeiro IV.5 Área Rio de Janeiro Com Compensador Síncrono IV.6 Área Nore Rio de Janeiro... 8 IV.7 Área Nore Rio de Janeiro Com o CER IV.8 Conclusões Capíulo V Conclusões e Desenvolvimenos Fuuros V.1 Considerações Finais V. Proposas de Desenvolvimenos Fuuros... 9 Apêndice A Formulação do Problema A.1 Considerações Iniciais A. Formulação Proposa Apêndice B Modelagem de Máquinas Síncronas B.1 Considerações Iniciais B. Modelo Fone de Tensão Arás da Reaância B.3 Curva de Capabilidade B.3.1 Limie de Correne de Armadura B.3. Limie da Máquina Primária B.3.3 Limie de Exciação Máxima B.3.4 Limie de Exciação Mínima B.3.5 Limie de Esabilidade Esáica Apêndice C Dados dos Sisemas Eléricos C.1 Considerações Iniciais C. Área Ilha Soleira C.3 Área Jupiá...11 C.4 Área Rio de Janeiro...11 C.5 Área Nore Rio de Janeiro ix

10 Lisa de Figuras Figura II.1 Esquema de Rejeição de Carga Figura II. Rejeição de carga sem auo-exciação Figura II.3 Rejeição de carga com auo-exciação....0 Figura III.1 Corredor de Recomposição Fluene.... Figura III. Cenários de Recomposição Fluene.... Figura III.3 Solução em Regime Permanene e Regime Dinâmico... 4 Figura III.4 Esquema de Solução por Decomposição de Benders... 6 Figura III.5 Represenação da Curva de Capabilidade Figura III.6 Represenação esquemáica do AVR Figura III.7 Represenação esquemáica de reaores de linha Figura III.8 Caracerísica do Compensador Esáico de Reaivos em regime permanene Figura III.9 Fluxograma da Meodologia Proposa Figura III.10 Exemplo Tuorial Corredor de Água Vermelha Figura III.11 Cenários de Recomposição Água Vermelha Figura III.1 Exemplo Tuorial Pono de Operação do Gerador Figura III.13 Água Vermelha - Tomada de Carga e Alocação de Reaores Figura III.14 Água Vermelha Alocação de Poência Reaiva Ficícia Figura III.15 Água Vermelha - Tensão de referência do AVR do gerador Figura IV.1 Área Ilha Soleira Figura IV. Ilha Soleira Cenários de Recomposição Figura IV.3 Ilha Soleira Tomada de Carga e Alocação de Reaores Simulação Figura IV.4 Ilha Soleira Tensão de Referência do AVR do gerador 1 Simulação Figura IV.5 Ilha Soleira Alocação de Poência Reaiva Ficícia Simulação Figura IV.6 Ilha Soleira Tomada de Carga e Alocação de Reaores Simulação Figura IV.7 Ilha Soleira Tensão de Referência do AVR do gerador 1 Simulação Figura IV.8 Ilha Soleira Alocação de Poência Reaiva Ficícia Simulação Figura IV.9 Área Jupiá Figura IV.10 Jupiá Cenários de Recomposição Figura IV.11 Jupiá Tomada de Carga e Alocação de Reaores Figura IV.1 Jupiá Tensão de referência do AVR Figura IV.13 Jupiá Alocação de Poência Reaiva Ficícia Figura IV.14 Área Rio de Janeiro Figura IV.15 Área Rio de Janeiro Tomada de Carga e Alocação de Reaores Figura IV.16 Área Rio de Janeiro Tensão de Referência do AVR Figura IV.17 Área Rio de Janeiro Alocação de Poência Reaiva Ficícia Figura IV.18 Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono Figura IV.19 Área Rio de Janeiro Úlimo cenário x

11 Figura IV.0 Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono - Tomada de Carga e Alocação de Reaores Figura IV.1 Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono Tensão de Referência do AVR Figura IV. Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono Alocação de Poência Reaiva Ficícia Figura IV.3 Área Nore Rio de Janeiro Figura IV.4 Área Nore Rio de Janeiro Tomada de Carga e Alocação de Reaores Figura IV.5 Área Nore Rio de Janeiro Tensão de referência do AVR Figura IV.6 Área Nore Rio de Janeiro Alocação de Poência Reaiva Ficícia Figura IV.7 Área Nore Rio de Janeiro CER Figura IV.8 Área Nore Rio de Janeiro Penúlimo cenário Figura IV.9 - Área Nore Rio de Janeiro Úlimo cenário Figura IV.30 Área Nore Rio de Janeiro CER Tomada de Carga e Alocação de Reaores Figura IV.31 Área Nore Rio de Janeiro CER Tensão de referência do AVR Figura IV.3 Área Nore Rio de Janeiro CER Alocação de Poência Reaiva Ficícia Figura B.1 Diagrama Fasorial da Máquina Síncrona Figura B. Limie de Correne de Armadura Figura B.3 Limie da Máquina Primária Figura B.4 Limie de Exciação Máxima Figura B.5 Limie de Exciação Mínima Figura B.6 Limie de Esabilidade Esáica Pólos Salienes Figura B.7 Limie de Esabilidade Esáica xi

12 Lisa de Tabelas Tabela II.1 Níveis de Tensão Aceiáveis em Regime Permanene para Esudos de Recomposição das Regiões Sul, Sudese e Cenro-Oese Tabela III.1 Dados de Circuio do Sisema Tese...47 Tabela III. Solução Subproblema 1 Ieração Tabela III.3 Geração Subproblema 1 Ieração Tabela III.4 Solução Subproblema Ieração 1 Cenário Tabela III.5 Solução Subproblema Ieração 1 Cenário Tabela III.6 Solução Subproblema Ieração 1 Cenário Tabela III.7 Solução Subproblema Ieração 1 Cenário Tabela III.8 Solução Subproblema Ieração 1 Cenário Tabela III.9 Solução Subproblema 3 Ieração 1 Cenário Tabela III.10 Solução Subproblema 3 Ieração 1 Cenário Tabela III.11 Solução Subproblema 3 Ieração 1 Cenário Tabela III.1 Solução Subproblema 3 Ieração 1 Cenário Tabela III.13 Solução Subproblema 3 Ieração 1 Cenário Tabela III.14 Solução Subproblema 1 Ieração Tabela III.15 Geração Subproblema 1 Ieração Tabela III.16 Poência Reaiva Subproblema 1 Ieração Tabela III.17 Reaores de Linha Subproblema 1 Ieração Tabela III.18 Solução Final para o Exemplo Tuorial Tabela III.19 Geração Final para o Exemplo Tuorial Tabela III.0 Reaores de Linha Final para o Exemplo Tuorial Tabela IV.1 Solução Ilha Soleira Ieração 1 Simulação Tabela IV. Geração Ilha Soleira Ieração 1 Simulação Tabela IV.3 Solução Ilha Soleira Final Simulação Tabela IV.4 Geração Ilha Soleira Final Simulação Tabela IV.5 Reaores de Linha Ilha Soleira Final Simulação Tabela IV.6 Solução Ilha Soleira Ieração 1 Simulação Tabela IV.7 Geração Ilha Soleira Ieração 1 Simulação Tabela IV.8 Solução Ilha Soleira Final Simulação Tabela IV.9 Geração Ilha Soleira Final Simulação Tabela IV.10 Reaores de Linha Ilha Soleira Final Simulação Tabela IV.11 Solução Jupiá Ieração Tabela IV.1 Geração Jupiá Ieração Tabela IV.13 Reaores de Linha Jupiá Ieração Tabela IV.14 Solução Jupiá Final Tabela IV.15 Geração Jupiá Final xii

13 Tabela IV.16 Reaores de Linha Jupiá Final Tabela IV.17 Área Rio de Janeiro Final Tabela IV.18 Geração Área Rio de Janeiro Final Tabela IV.19 Área Rio de Janeiro Reaores de Linha - Final Tabela IV.0 Área Rio de Janeiro Compensador Síncrono Ieração Tabela IV.1 Geração Área Rio de Janeiro Compensador Síncrono Ieração Tabela IV. Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono Final Tabela IV.3 Geração Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono Final Tabela IV.4 Área Rio de Janeiro com Compensador Síncrono Reaores de Linha Final Tabela IV.5 Área Nore Rio de Janeiro Ieração Tabela IV.6 Geração Área Nore Rio de Janeiro Ieração Tabela IV.7 Área Nore Rio de Janeiro Reaores de Linha Ieração Tabela IV.8 Área Nore Rio de Janeiro Final Tabela IV.9 Geração Área Nore Rio de Janeiro Final Tabela IV.30 Área Nore Rio de Janeiro Reaores de Linha - Final Tabela IV.31 Área Nore Rio de Janeiro CER Ieração Tabela IV.3 Geração Área Nore Rio de Janeiro CER Ieração Tabela IV.33 Área Nore Rio de Janeiro CER Reaores de Linha Ieração Tabela IV.34 Área Nore Rio de Janeiro CER Final Tabela IV.35 Geração Área Nore Rio de Janeiro CER Final Tabela IV.36 Área Nore Rio de Janeiro CER Reaores de Linha Final Tabela C.1 Dados de Circuio Área Ilha Soleira Tabela C. Dados de Circuio Área Jupiá...11 Tabela C.3 Dados de Circuio Área Rio de Janeiro Tabela C.4 Dados de Circuio Área Nore Rio de Janeiro xiii

14 Capíulo I Inrodução I.1 Considerações Iniciais Os sisemas de poência êm aumenado cada vez mais em amanho e complexidade devido ao crescimeno das inerconexões. Enreano, exposo a resrições econômicas e ambienais para expansão, eses sisemas êm operado cada vez mais próximos aos seus limies. O aumeno crescene da dimensão do sisema aliado à operação próximo aos seus limies orna significaivamene maior o risco de falhas no sisema elérico. Enre ais falhas podem-se desacar sobrecarga em equipamenos, defeios em linhas de ransmissão, barramenos, perdas de geração, ec. Uma série de falhas pode afasar o sisema do pono de operação original ou reirá-lo compleamene de operação, ocasionando o blecaue. Após a ocorrência de um blecaue inicia-se o processo de recomposição do sisema elérico, cujo objeivo é aingir no menor empo possível as condições normais de operação (Wu e alii, 1988) e (Adibi, 000). A preocupação com os prejuízos causados por blecaues em sisemas de energia elérica conduz aos crescenes esudos de recomposição de sisemas de poência. Neses esudos em-se como objeivo deerminar a melhor maneira de se conduzir o sisema elérico de um esado degradado ao seu esado inicial onde o suprimeno de energia aos consumidores é normal e os limies operacionais são respeiados (Sanos, 1998) e (Sanos e alii, 004). O processo de recomposição de sisemas de poência é um processo complexo que envolve inúmeros faores ais como esudos de fluxo de carga, esudos de ransiórios eleromecânicos e eleromagnéicos (Gomes e alii, 00). Uma caracerísica inerene ao processo de recomposição é o aspeco muli-eságio do problema, sendo o objeivo em cada eságio, a minimização

15 Capíulo I - Inrodução da carga não aendida. O problema de recomposição envolve ainda a definição de quais equipamenos serão necessários no aendimeno a um grupo de cargas de cada eságio. Em uma enaiva de formulação maemáica, percebe-se que o problema de recomposição é um problema nãolinear, muli-objeivo, muli-eságio, envolvendo variáveis conínuas e discreas (Wu e alii, 1988), (Alves, 007) e (Alves e alii, 007). Diane diso, ainda não foi possível a formulação de um méodo analíico que englobe odos os aspecos ciados e solucione inegralmene o problema de recomposição. Aualmene, o que se enconra na lieraura écnica da área são rabalhos focados em aspecos específicos do problema de recomposição. De uma forma geral, os esudos de recomposição esão direamene ligados ao crescimeno do seor elérico e no Brasil, iso não foi diferene. Aé a década de 70, o sisema da região sul era dependene do recebimeno de energia da região sudese com uma inerligação muio fraca em 30 kv (Gomes e alii, 003b) e (Gomes e alii, 004). Esa configuração causou um elevado número de disúrbios severos no sisema, resulando no desenvolvimeno de um esquema de core de carga por subfrequência, para eviar o colapso na região Sul. Enquano as empresas da região Sul seniam a necessidade de adoção de procedimenos descenralizados para um resabelecimeno de carga mais eficiene, ouras empresas adoavam os procedimenos cenralizados, à exceção de FURNAS que adoava procedimenos descenralizados desde 198. Enre 1984 e 1985, ocorreram rês grandes blecaues no sisema da região Sudese, causando desligameno em áreas imporanes, com inerrupção de mais de 10 GW de carga. Durane a recomposição do sisema, nesas ocasiões, foram observadas diversas dificuldades decorrenes da adoção de procedimenos cenralizados de recomposição, ais como esrangulameno das comunicações enre Cenros de Operação, dificuldade de conhecimeno da configuração do sisema pós-disúrbios, elevadas sobreensões enre ouros. Em 1989 foi criada uma força arefa para esabelecer a filosofia e os criérios para a recomposição do Sisema Inerligado Nacional (SIN). Os procedimenos de rede desenvolvidos na ocasião foram implanados em odas as empresas da região sul, sudese e cenro-oese. Mesmo assim, em 1996 e 1997 ocorreram novos blecaues na região sudese, moivando a revisão e aualização das esraégias de recomposição. Desenvolveu-se a filosofia básica na qual as empresas que possuem os recursos de geração iniciem a recomposição de forma planejada e esruurada, para que as energizações forneçam aos operadores das subesações, informações do monane de geração que poderão disponibilizar para alimenar as cargas a serem resabelecidas na sua área. Esse processo de recomposição pode fluir sem a necessidade de comunicação enre os cenros de operação e/ou operadores. Desa forma o processo de recomposição do SIN ficou esruurado em duas eapas, denominadas fase fluene e fase coordenada.

16 Capíulo I - Inrodução A fase fluene corresponde ao início do processo de recomposição, onde é suposo que o sisema esá compleamene desenergizado. Nesa fase cabe aos operadores omar as decisões seguindo um conjuno de insruções enconradas nos manuais de operação, havendo mínima comunicação enre os operadores envolvidos (ONS, 001). Nesa fase é definida a compaibilização de carga e geração das áreas geoeléricas e a ransição enre fase fluene e coordenada ocorre quando as empresas conroladoras da geração e ransmissão de uma área geoelérica informam ao Cenro de Operação o érmino da execução de procedimenos pré-esabelecidos. A fase coordenada envolve o fechameno de anéis ou paralelos enre as áreas esabelecidas na recomposição fluene. Durane eses fechamenos, podem ocorrer esforços orsionais nos eixos dos geradores (Marins e alii, 008) e (Oliveira e alii, 004). Os impacos causados pelo fechameno em anel são proporcionais à diferença angular enre os pólos dos disjunores que efeuarão o fechameno do anel (Marins e alii, 008). Essa grandeza é conhecida na lieraura como sanding phase angle (SPA). Os fechamenos realizados com alo valor de SPA são perigosos, pois podem causar danos às unidades geradoras mais próximas do pono de fechameno em anel. A recomposição do sisema inicia-se a parir de usinas hidreléricas equipadas com blacksar, que são aquelas com capacidade de auo-resabelecimeno e independem de fone exerna para colocar em operação suas unidades geradoras. A parir do numero mínimo de unidades geradoras black-sar deermina-se a disponibilidade inicial de geração de uma área geoelérica (Gomes e alii, 003b). Durane a fase fluene de recomposição, êm-se corredores energizados radialmene e os procedimenos adoados visam a recomposição de áreas geoeléricas sempre compaibilizando carga e geração. Nesa fase de recomposição, o sisema enconra-se em uma configuração radial que pode resular em elevadas sobreensões susenadas, decorrenes da energização de longas linhas de ransmissão (Adibi e alii, 1999). Esas sobreensões devem ser conroladas uilizando-se os recursos do sisema, ais como a capacidade de absorção de reaivos da máquina, os reaores shun do sisema, ajuse de aps de ransformadores e omadas de carga (Adibi e alii, 199). Desa forma, deve ser definida uma configuração mínima de reaores conecados, capazes de viabilizar o processo de recomposição manendo a ensão em limies aceiáveis. Durane a fase fluene, ouro aspeco imporane é a definição do monane de carga que pode ser seguramene omada. Aualmene, na filosofia de recomposição do SIN, ese monane é definido a parir do número de unidades geradoras consideradas no processo de recomposição junamene com a impedância de configuração mínima da área geoelérica (ONS, 001). 3

17 Capíulo I - Inrodução A deerminação da configuração mínima de reaores conecados ao sisema e o monane de carga a ser omada, é um problema complexo que envolve diversas simulações em programas de fluxo de poência e de rejeição de carga em programas de ransiórios eleromecânicos. A definição da configuração mínima de reaores é feia no processo de enaiva e erro, com base na experiência do operador e ainda não exise uma meodologia para deerminação oimizada da configuração deses equipamenos no sisema. I. Objeivo da Disseração Tendo em visa a experiência já adquirida pela equipe de pesquisadores da Universidade Federal de Juiz de Fora em (Marins e alii, 008) e (Oliveira e alii, 004) sobre o ema de recomposição de sisemas eléricos, esa disseração em como objeivo o desenvolvimeno de uma meodologia para auxílio à recomposição fluene de sisemas eléricos. A meodologia é capaz de deerminar a configuração mínima de reaores conecados ao sisema a fim de viabilizar o corredor de recomposição. Adicionalmene, a meodologia proposa deermina ambém o monane máximo de carga que pode ser seguramene omada durane a fase fluene da recomposição. Tal configuração visa o conrole de sobreensões decorrenes da energização de linhas de ransmissão de exra ala ensão nos diversos cenários de recomposição. A ferramena proposa é baseada em fluxo de poência óimo, resolvido pelo méodo primal-dual de ponos ineriores (Granville e alii, 1994) e (Wrigh, 1997). I.3 Publicações Decorrenes da Disseração [A] EDUARDO M. VIANA, E. J. OLIVEIRA, N. MARTINS, L. W. OLIVEIRA, J. L. R. PEREIRA, Meodologia para Idenificação de Corredor de Reforço no Sisema de Transmissão Considerando os Impacos nas Máquinas Síncronas Durane Chaveamenos arigo a ser apresenado no XI SEPOPE Simpósio dos Especialisas em Planejameno da Operação e Expansão Elérica, Belém, PA, Março, 009. [B] EDUARDO M. VIANA, E. J. OLIVEIRA, N. MARTINS, L. W. OLIVEIRA, J. L. R. PEREIRA, Ferramena para Auxílio à Recomposição Fluene de Sisemas Eléricos, arigo a ser apresenado no XI SEPOPE Simpósio dos Especialisas em Planejameno da Operação e Expansão Elérica, Belém, PA, Março,

18 Capíulo I - Inrodução [C] EDUARDO M. VIANA, E. J. OLIVEIRA, N. MARTINS, L. W. OLIVEIRA, J. L. R. PEREIRA, Influência da Curva de Capabilidade de Geradores e do Ganho Esáico de Reguladores de Tensão no Planejameno de Poência Reaiva arigo a ser apresenado no XI SEPOPE Simpósio dos Especialisas em Planejameno da Operação e Expansão E- lérica, Belém, PA, Março, 009. [D] EDUARDO M. VIANA, E. J. OLIVEIRA, N. MARTINS, L. W. OLIVEIRA, J. L. R. PEREIRA, Conrole Secundário de Tensão com Represenação do AVR arigo a ser apresenado no XVII CBA Congresso Brasileiro de Auomáica, Juiz de Fora, MG, Seembro, 008. [E] EDUARDO M. VIANA, E. J. OLIVEIRA, N. MARTINS, L. W. OLIVEIRA, J. L. R. PEREIRA, Oimização da Fase Fluene de Recomposição de Sisemas Eléricos, arigo a ser apresenado no XVII CBA Congresso Brasileiro de Auomáica, Juiz de Fora, MG, Seembro, 008. [F] E. J. OLIVEIRA, EDUARDO M. VIANA, N. MARTINS, J. L. R. PEREIRA, A. L. M. MARCATO, Opimizaion Model o Power Sysem Resoraion Process, arigo a ser submeido ao IEEE Transacions on Power Sysems, 008. I.4 Esruura da Disseração Além dese capíulo, esa disseração coném mais quaro capíulos e um apêndice. O Capíulo II apresena os principais aspecos que envolvem a recomposição de sisemas de poência. São apresenados os problemas e as meodologias de solução proposas na lieraura. O enfoque dese capíulo é dado a rabalhos que raam da recomposição do SIN, e rabalhos embasados em écnicas de oimização. São apresenados ambém as direrizes e criérios de recomposição fluene adoadas pelo Operador Nacional do Sisema (ONS) no Seor Elérico Brasileiro. No Capíulo III são descrias a formulação, a modelagem do problema e a meodologia de solução proposa. O capíulo apresena ainda um exemplo uorial a fim de ilusrar a méodo proposo. No Capíulo IV são apresenados e discuidos os resulados obidos com a uilização da meodologia proposa. São esados corredores de recomposição do Sisema Inerligado Nacional. 5

19 Capíulo I - Inrodução Finalizando, no Capíulo V são apresenadas as principais conclusões do rabalho, e ambém as sugesões para rabalhos fuuros, endo em visa os desenvolvimenos realizados. No Apêndice A é mosrado a formulação do problema de recomposição fluene esudado nese rabalho. No Apêndice B é mosrada a modelagem de máquinas síncronas adoada, e são desenvolvidas as equações uilizadas, referenes aos limies da curva de capabilidade. No Apêndice C são mosrados os dados eléricos dos sisemas uilizados nas simulações. 6

20 Capíulo II Recomposição de Sisemas de Poência II.1 Considerações Iniciais Conforme exposo no Capíulo I, não exise uma ferramena para solução inegral do problema de recomposição de sisemas de poência. Exisem diversos rabalhos na lieraura focando o problema da recomposição de sisemas eléricos, principalmene uilizando écnicas de ineligência arificial e em menor número, rabalhos uilizando écnicas de oimização. Durane o desenvolvimeno dese rabalho, a pesquisa sobre recomposição de sisemas de poência eseve focada em rabalhos baseados em écnicas de oimização e rabalhos focados na recomposição do sisema elérico brasileiro. Porano ese capíulo faz uma revisão dos rabalhos mais recenes envolvendo os aspecos de recomposição de ineresse desa disseração. O baixo número de rabalhos publicados em relação à recomposição da malha principal do SIN reflee a necessidade de desenvolvimeno de novas meodologias para recomposição dese sisema. Adicionalmene, são apresenados os criérios de recomposição adoados pelo ONS. II. Revisão Bibliográfica Uma apresenação dos principais aspecos envolvidos na recomposição de sisemas eléricos é feia em (Adibi e alii, 1991). Segundo o auor, eses problemas podem ser divididos em diversos grupos funcionais ais como: balanço de poência reaiva, ensões ransiórias de chave-

21 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência amenos, balanço de carga e geração, omada de carga, seqüência óima de enrada em operação de unidades geradoras e ec. É feia uma breve descrição sobre cada problema envolvido na recomposição. É feia ambém uma consideração sobre a fase de planejameno de recomposição de sisemas eléricos, onde o reinameno de operadores é essencial para omada de ações efeivas durane a recomposição do sisema. Aravés de uma revisão de vários planos de recomposição, são mosrados os principais iens conidos no desenvolvimeno de um plano de recomposição de sisemas de poência. Finalmene, são mosradas as poencialidades da aplicação de sisemas especialisas em esudos de recomposição, e a imporância do reinameno de operadores. Em (Adibi e alii, 199) são descrias ações para o conrole de sobreensões durane o processo de recomposição. Tais sobreensões são conroladas aravés da absorção da poência reaiva das linhas de ransmissão a vazio. Isso pode ser feio aravés da uilização de geradores com capacidade suficiene de subexciação, conexão de cargas reaivas, conexão de reaores shun, remoção de capaciores shun, operação dos ransformadores em posições de aps que não causem sobreensões durane a energização de linhas de ransmissão e manuenção de um baixo perfil de ensão nos geradores. A impossibilidade de realização dessas arefas pode causar desequilíbrio de poência reaiva causando auo-exciação nos geradores paricipanes do processo de recomposição. Ese rabalho não faz menção à recomposição do sisema em eságios, apenas cia os méodos de redução de sobreensões. Em (Huang e alii, 1991) é apresenada uma meodologia para o planejameno de recomposição de sisemas eléricos em regime permanene baseado em um algorimo de oimização. Os auores desacam as vanagens da energização independene dos subsisemas de forma a agilizar a recomposição, processo basane semelhane à recomposição fluene do SIN. Segundo esa referência, um subsisema é reenergizado em vários eságios, cada um correspondendo ao chaveameno uma nova seção do circuio como um ransformador, uma linha de ransmissão, um reaor ou uma carga. Cada eságio consise em um novo sisema, com novas resrições operacionais e êm-se como variáveis de conrole, a ensão de geração, os aps de ransformadores, os reaores conecados e a carga omada. Os auores desacam a imporância de se minimizar o número de variáveis de conrole em cada eságio e desa forma uma variável ajusada em um eságio é manida fixa para cada eságio subseqüene. Os auores desacam ambém a dificuldade de se ajusar a ensão de geração de forma que odas as resrições sejam saisfeias em eságios subseqüenes de recomposição, e ciam que iso é feio em um processo de enaiva e erro. Em (Huang e alii, 1995) é mosrado a aplicação de um plano de recomposição baseado em écnicas de oimização ao sisema Hydro-Québec, no Canadá. Nese rabalho, os diversos eságios de recomposição, correspondenes à energização de elemenos do sisema, são raados 8

22 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência em um único problema de oimização, e resolvidos simulaneamene. Desa forma, é possível ober um valor único para as variáveis de conrole que são manidas fixas durane a recomposição. Nese rabalho, os reaores, e os blocos de carga são raados como variáveis conínuas e não se consideram os aps de ransformadores como variáveis de conrole. Em (Adibi e alii, 1999) é apresenada uma meodologia para avaliação de sobreensões ransiórias e de regime permanene durane a energização de linhas de ransmissão no processo de recomposição. É definido o valor mínimo de carga a ser conecada no final da linha de ransmissão e ambém o comprimeno máximo de linha a ser energizada, de forma a eliminar possíveis sobreensões. Em (Keabi e alii, 000) é proposo um méodo para o cálculo dinâmico do incremeno de carga a ser conecada nos eságios iniciais da recomposição. O méodo proposo permie o cálculo da variação da freqüência para um incremeno de carga, ou o cálculo do incremeno de carga a parir de um valor mínimo de freqüência. O modelo proposo é baseado em fluxo de poência dinâmico, com o cálculo do incremeno de carga feio a parir das equações dinâmicas que modelam o sisema. É adoado o modelo ZIP de carga com a consideração da variação da carga com a freqüência. Adicionalmene, é descria a imporância da consideração dos limies de geração de poência reaiva em um esudo de recomposição. Em (Keabi e alii, 001) é apresenada uma meodologia para a deerminação da seqüência de parida de unidades geradoras durane a recomposição. O méodo proposo é baseado em um algorimo de backracking para deerminação do insane de parida das unidades, visando a maximização da capacidade de fornecimeno de energia durane o período de recomposição. São consideradas resrições de poência aiva, reaiva resrições de empo e de rampa para as unidades geradoras. O fornecimeno de energia à unidades que não sejam black-sar é feio pelas unidades black-sar aravés dos caminhos do sisema de ransmissão que apresenam menores suscepâncias shun, sendo esa resrição incorporada ao problema. Em (Keabi e alii, 00) é desenvolvido uma meodologia para invesigação de sobreensões harmônicas comuns nos eságios iniciais de recomposição. É proposo um índice de avaliação das sobreensões harmônicas causadas por operações de chaveamenos, baseado na impedância equivalene da barra, nas ensões pré-chaveameno, e nas caracerísicas do ransformador. É proposo ambém ouro índice de sensibilidade, que mosra a variação da impedância de barra em relação a uma variação da admiância de barra. Ese índice mosra qual a decisão a ser omada enre, conexão de reaores shun e cargas, conexão de oura unidade geradora ou redução da en- 9

23 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência são de geração, para a redução de sobreensões harmônicas. Nese rabalho, as ações de conrole são essencialmene as mesmas usadas no conrole de sobreensões susenadas. Em (Yunhai e alii, 00) o processo de recomposição é dividido em duas fases, denominadas energização série e energização paralela. A energização série corresponde ao início da recomposição onde são energizadas algumas barras prioriárias. Nesa fase há pouca disponibilidade de poência reaiva e a capacidade de ajuse de ensão e freqüência é limiada. Na energização paralela, as barras prioriárias já esão energizadas e o objeivo é conecar as áreas formadas na energização série. Para a energização série é uilizada uma versão modificada do algorimo de Bellman-Ford, que deermina um caminho mínimo em um grafo cujas aresas possuam valores. Nese caso, foram uilizadas as suscepâncias shun dos circuios como cusos das aresas. Assim, esa meodologia apresena apenas o caminho de menor suscepância não sendo consideradas as variáveis de conrole disponíveis. Desa forma não foram considerados os supore de poência reaiva proporcionada por reaores shun, omadas de carga, ajuse de aps e ajuses na ensão de geração. Em (Cheng e alii, 004) é proposo um méodo de conrole de sobreensões durane os eságios iniciais de recomposição. É proposo um índice de deerminação da ação de conrole mais eficaz, enre ajuse da ensão de geração, ajuse de aps de ransformadores, conexão de reaores em derivação e omadas de carga. Os índices são classificados conforme eficácia sobre o conrole de ensão e são aplicados em ordem decrescene de eficácia do conrole. Os auores desacam a imporância da represenação da curva de capabilidade em um esudo da fase inicial da recomposição, apesar de não considerá-la no esudo. Em (Sforna e alii, 00) são apresenados os principais procedimenos de recomposição adoados no sisema elérico da Iália. São consideradas que algumas unidades hidráulicas êm capacidade de black-sar e que a maioria das unidades érmicas em capacidade de rejeição oal de carga. Desa forma o plano adoado divide a rede em subáreas, cada uma conendo uma ou mais unidades hidráulicas, uma ou duas unidades érmicas, linhas conecando as unidades hidráulicas e érmicas, e subesações com conexão ao sisema de ransmissão para suprimeno de cargas. A recomposição se inicia de forma independene nas subáreas, e quando esas aingem uma configuração esável, é feia sincronização das áreas resabelecidas, processo semelhane à recomposição do SIN. Em (ONS, 001) são descrias as direrizes para esudos de recomposição do Sisema Inerligado Nacional, onde são definidos os criérios para esudos eléricos de recomposição. O principal enfoque desas direrizes são os esudos de regime permanene, efeuados para avaliação 10

24 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência da configuração do sisema nas diversas eapas de recomposição e verificação de carregameno de equipamenos pré e pós-manobra. São esabelecidos os criérios para definição do monane máximo de omada de carga e ambém os níveis de ensão aceiáveis durane a recomposição do Sisema Inerligado Nacional. Em (Penane e alii, 001) são mosrados os procedimenos da recomposição fluene no sisema Nordese do Brasil após um blecaue com perda de carga de 1000 MW. É descria a eficácia da filosofia de recomposição dividida em fase fluene e fase coordenada, enreano foi mosrada a dificuldade de se esabelecer o monane máximo de carga a ser omada na fase fluene. Foi descrio pelos auores que um monane superior ao permiido, ocasionava insabilidade de ensão e a conseqüene saída da insalação, arasando o processo de recomposição da área. Em (Gomes e alii, 003a) são apresenadas algumas medidas omadas em decorrência dos blecaues no Sisema Elérico Brasileiro, ocorridos em 1999 e 00. É feia uma revisão sobre os planos conra blecaues adoados na França e no Canadá. No rabalho são mosrados os pilares adoados pelo ONS para eviar blecaues: ações para minimizar probabilidades de grandes disúrbios, ações para minimizar a propagação de disúrbios e ações para diminuir o empo de recomposição. Em (Gomes e alii, 003b) são mosrados os principais criérios adoados pelo ONS para a recomposição do Sisema Elérico Brasileiro. É feia uma apresenação de dois grandes blecaues ocorridos no SIN em 1999 e 00. São apresenadas as causas deses disúrbios e os prejuízos causados na forma de carga não aendida e empo de resabelecimeno do sisema. Por fim são apresenadas as melhorias realizadas no SIN após eses disúrbios. Enre esas melhorias esá o aumeno dos recursos de poência reaiva aravés da insalação de novos reaores, insalação de black-sar em unidades geradoras, e definição de novas áreas de geração hidráulica para recomposição fluene. Em (Gomes e alii, 00) e (Gomes e alii, 004) são mosrados os principais procedimenos de recomposição da área Rio de Janeiro. São efeuados esudos de fluxo de poência, esudos de ransiórios eleromecânicos e eleromagnéicos. As simulações de fluxo de poência são realizadas em cada eságio do processo de recomposição, para verificação do carregameno de equipamenos e dos níveis de ensão em regime permanene. As simulações de ransiórios eleromecânicos são uilizadas para avaliação dos orques ransiórios durane o fechameno de anéis. A deerminação do número de unidades geradoras, do número mínimo de reaores e da máxima carga omada é feia aravés de esudos de rejeição de carga em programas de ransiórios elero- 11

25 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência mecânicos aravés de procedimenos de enaiva e erro. Neses rabalhos são apresenadas ainda alernaivas de recomposição desa área uilizando o sisema da região sul do Brasil. Em (Alves, 007) é proposa uma meodologia para deerminação de roas de recomposição fluene do SIN. A meodologia apresenada é baseada no conceio de buscas em grafos, e no conceio de espaço de esados. O conceio de espaço de esados esá relacionado à represenação do universo de soluções decorrenes da explosão combinaorial do problema de recomposição fluene. O espaço de esados engloba soluções viáveis ou não cabendo ao algorimo de busca a avaliação da viabilidade desas soluções aravés de funções de validação, nese caso o fluxo de poência. Inicialmene são fornecidos ao algorimo de busca, os dados da rede elérica em esudo, sendo definidas duas barras: a barra de geração, denominada barra raiz, e uma barra final, denominada barra objeivo, onde se deseja aender uma deerminada carga do sisema. É uilizado um algorimo de pesquisa em grafos, denominado busca em largura, para deerminação do menor caminho enre a barra de geração e a barra objeivo. Uma vez deerminada o caminho enre barra de geração e a barra objeivo, é feia a expansão do espaço de esados, gerando-se as alernaivas de recomposição fluene em ordem crescene de número de unidades geradoras, supore de poência reaiva e omada de cargas. A meodologia proposa avalia cada alernaiva gerada aravés do fluxo de poência e descara as alernaivas inviáveis, resando ao final do processo uma roa de recomposição enre a barra de geração e a barra objeivo. A meodologia apresenada permie a recomposição de corredores a vazio ou com omada de carga ao final do processo, sendo o monane definido previamene. Uma deficiência desa meodologia é a uilização do monane fixo de carga, viso que na práica não se sabe o valor da carga que pode ser fornecida pelo corredor e desa forma o monane máximo deve ser deerminado. Oura deficiência da meodologia é a definição prévia da ensão de geração no processo de recomposição. Na práica, ese valor é fixo durane odo o processo de recomposição, mas deve ser ajusado auomaicamene em um valor óimo. Esas deficiências podem ser facilmene conornadas com a uilização do fluxo de poência óimo, em subsiuição a fluxo de poência convencional. II.3 Filosofia de Recomposição do Sisema Elérico Brasileiro O crescimeno do Sisema Inerligado Nacional ornou mais complexa a operação em empo real e ambém a recomposição dese sisema. Desa forma, os procedimenos de recomposição adoados no Brasil evoluíram em conjuno com o crescimeno do sisema elérico e os procedimenos anes feios de forma cenralizada passaram a ser feios de forma descenralizada. 1

26 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência Os procedimenos de recomposição de odas as empresas do Seor Elérico Brasileiro e- ram feios de forma cenralizada pelos Cenros de Operação e os operadores somene execuavam as insruções, se reporando ao Cenro de Operação em caso de qualquer ocorrência. Ese esquema de recomposição não era suficienemene ágil, e algumas empresas já seniam necessidade de procedimenos descenralizados para agilizar o resabelecimeno de carga. A filosofia de recomposição enão em uso no Brasil evoluiu aé que no final da década de 1980, foram esabelecidos novos criérios para a recomposição do SIN. Foi esabelecido um processo descenralizado, onde as empresas deenoras dos recursos de geração iniciam o processo de recomposição fornecendo aos operadores de subesações informações sobre o monane de poência disponível para suprimeno de cargas. Esse processo de recomposição poderá fluir sem a necessidade de comunicação enre os Cenros de Operação e operadores envolvidos, aé o momeno que resrições operaivas impeçam sua coninuidade. Desa forma, definiu-se que a recomposição do sisema se processará em duas fases denominadas Recomposição Fluene e Recomposição Coordenada. A Recomposição Fluene corresponde à primeira fase da recomposição e ocorre sem a inerferência dos Cenros de Operação. Nesa fase, cabe aos operadores a execução de procedimenos pré-deerminados e permiem a recomposição de áreas geoeléricas, sempre compaibilizando carga e geração em uma configuração mínima de rede. O início do processo de recomposição é feio a parir de usinas hidráulicas com capacidade de auo-resabelecimeno. Com a parida e sincronização de unidades geradoras aravés de uma configuração mínima do sisema de ransmissão preferencial, esas unidades são capazes de resabelecer cargas prioriárias. A parir do número mínimo de unidades geradoras, pode-se deerminar disponibilidade inicial de geração em cada área geoelérica. Nesa fase êm-se corredores energizados radialmene. A ransição enre fase fluene e a fase coordenada ocorre à medida que as empresas conroladoras da geração e da ransmissão de uma área geoelérica informam ao Cenro de Operação o érmino da execução dos procedimenos pré-esabelecidos da recomposição fluene. A Recomposição Coordenada é efeuada pelos Cenros de Operação e envolve o fechameno de paralelos enre áreas resabelecidas na recomposição fluene e a omada de carga adicional pelas áreas geoeléricas, de forma a levar o sisema à sua configuração inicial pré-disúrbio. 13

27 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência Esa fase em início somene após as áreas geoeléricas resabelecidas na recomposição fluene apresenarem uma siuação esável, com freqüência esabilizada, ausência de sobrecargas em equipamenos e níveis de ensões compaíveis com a configuração da rede. A adoção da recomposição descenralizada rouxe como grande benefício a possibilidade de execução dos procedimenos de recomposição fluene simulaneamene em várias áreas, resabelecendo imporanes cenros de carga de forma independene, agilizando o processo de recomposição (Gomes e alii, 003b). II.3.1 Direrizes para a Recomposição Fluene Pode-se dizer que o sucesso do processo de recomposição de um sisema elérico esá direamene ligado à eficácia da execução dos procedimenos de recomposição fluene. Para isso, algumas direrizes esabelecidas pelo ONS em (ONS, 001) devem ser observadas durane os esudos realizados nesa fase. De forma geral esas direrizes esão relacionadas à observação dos parâmeros eléricos da rede durane o processo de recomposição. Enre esas direrizes, as mais imporanes são lisadas a seguir: Para cada procedimeno prioriário de recomposição fluene devem esar esabelecidas a ensão de parida e o número mínimo de unidades geradoras necessárias para a usina de auo-resabelecimeno; Na recomposição fluene deve ser aendida uma parcela de carga prioriária previamene esabelecida em seu máximo, compaível com a geração, ransmissão e ransformação disponíveis; Denro de cada área geoelérica devem esar definidos os monanes máximos de poência que podem ser uilizados para o aendimeno da carga prioriária; Durane os esudos de recomposição uilizam-se corredores energizados radialmene, com poências de curo reduzidas, diferenemene da condição normal de operação com o sisema compleo e malhado; Levar em consideração as condições exremas de carga (cargas pesada e leve), para garanir a viabilidade da recomposição em qualquer horário. As usinas hidráulicas devem maner o maior número possível de unidades geradoras sincronizadas durane a recomposição, quando não houver resrições. 14

28 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência Para eviar sobreensões no sisema, no caso de blecaues, deverão ser desligados os bancos de capaciores e os aps de ransformadores comuados para uma posição que não implique em sobreensões no sisema. Cada insalação deverá uilizar os seus recursos locais para o conrole da ensão nos níveis necessários ao resabelecimeno. Os recursos de capaciores e/ou compensadores síncronos ou esáicos não são considerados em princípio como criérios gerais para o conrole de ensão durane a recomposição, a menos que esejam definidas suas uilizações nos procedimenos operacionais. A disponibilidade inicial de geração em uma área geoelérica é definida com base no número de unidades geradoras conecadas em paralelo em cada usina da área geoelérica. Para cada usina da área de auo-resabelecimeno considera-se, como criério geral, uma unidade geradora em manuenção. Desa forma, em-se ( n 1) unidades geradoras conecadas em paralelo. Assim, para as ( n 1) unidades geradoras disponíveis nas usinas de auo-resabelecimeno, a parir das quais se recompõe a área geoelérica, em-se como poência inicialmene disponível, o valor calculado pela equação (II.1), esabelecida em (ONS, 001). P disp = 0, 8 ( n 1) P n (II.1) Onde: P n n Poência nominal da unidade geradora. Número de unidades geradoras na usina. P disp Poência aiva disponível na usina. Deve-se considerar ambém que exise um número mínimo de unidades geradoras a ser conecadas em paralelo. Ese número mínimo é definido a parir de esudos eléricos, com finalidade de eviar a ocorrência de auo-exciação quando ocorre rejeição de carga para deerminadas condições críicas de rede. Nese caso, o ermo ( n 1) da equação (II.1) fica subsiuído por ese número mínimo. A parir desas considerações, definem-se os criérios para o monane de carga que pode ser omado na fase fluene de recomposição. O primeiro criério define que o monane de carga a ser suprida seja a capacidade inicial das usinas de resabelecimeno e o segundo criério é que o monane seja inferior ao valor inicial dado pela equação (II.1). A omada do monane máximo de carga esabelecido para a fase fluene da recomposição deve ocorrer em degraus, de forma que em cada degrau não haja variação de ensão maior 15

29 Capíulo II - Recomposição de Sisemas de Poência que 5% da ensão nominal de operação nem variação de freqüência do sisema fora da faixa de 56,5 a 66,0 Hz para usinas hidráulicas. A siuação ideal é que a omada fluene de carga se dê em degraus com valores de 0 a 50% da poência inicialmene disponibilizada. O inervalo de empo enre omadas de carga consecuivas na recomposição fluene, em uma mesma área geoelérica, é um parâmero imporane no que diz respeio à segurança do procedimeno de recomposição. Assim, as omadas de carga consecuivas não devem ser feias em inervalo de empo inferior a 1 minuo, para possibiliar a esabilização das oscilações de ensão e freqüência aravés dos reguladores de ensão e velocidade das unidades geradoras. Durane a recomposição fluene os corredores de ransmissão devem ser energizados radialmene sem exceder os limies máximos de ensão definidos na Tabela II.1 em qualquer barra do corredor, admiindo-se que nenhuma carga enha sido omada. Nesa configuração o sisema esá sujeio à ocorrência de sobreensões que devem ser eliminadas uilizando-se os recursos disponíveis no sisema ais como a poência reaiva dos geradores, os reaores shun, ajuse de aps e omadas de carga. A poência reaiva disponibilizada pelas usinas é calculada com base na curva de capabilidade das unidades geradoras paricipanes da recomposição. Esa disponibilidade de fornecimeno de poência reaiva por pare das usinas, junamene com as caracerísicas de impedância da configuração mínima de área geoelérica considerada, permie deerminar o limie de carga prioriária a ser aendido, em função do conrole de ensão durane a fase fluene. Esa configuração pode deerminar um valor para o monane máximo de omada fluene de carga inferior à poência aiva inicialmene disponibilizada pelas usinas. Iso decorre da necessidade de se maner os níveis de ensão na área de auo-resabelecimeno denro de limies aceiáveis enre o seu valor máximo e mínimo, durane a fase fluene da recomposição. As faixas de ensão permiidas em regime permanene durane a recomposição fluene do SIN dependem do nível de ensão de operação. Para as regiões sul, sudese e cenro-oese do SIN, eses valores são mosrados na Tabela II.1, esabelecida em (ONS, 001). 16