SISTEMA AMA Uma Base de Dados para Estudos Elétricos

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Carlos Eduardo Raminhos Belo
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1 SISTEMA AMA Uma Base de Dados para Estudos Elétricos 9º FORUM NACIONAL EÓLICO Natal, 27 e 28 de junho de 2017 Juarez Lopes Diretoria de Estudos de Energia Elétrica

2 A Lei Nº , de 15 de março de 2004 FINALIDADE Prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor energético, tais como energia elétrica, petróleo e gás natural e seus derivados, carvão mineral, fontes energéticas renováveis e eficiência energética, dentre outras. MISSÃO Realização de estudos e pesquisas de alto nível de qualidade visando à busca contínua da excelência do planejamento energético. ATRIBUIÇÕES XIII - desenvolver estudos para avaliar e incrementar a utilização de energia proveniente de fontes renováveis;

3 Inserção Alguns da números tecnologia sobre no o Brasil Brasil Hydro Power Capacity (MW), 2015 Nuclear Thermal BioM SHydro WIND Hydro Nuclear Thermal BioM SHydro Wind Wind: MW (Sept, 2016) Potência Instalada Demanda máxima Hydro Power Capacity (MW), 2024 PV Nuclear Thermal Biomass SHydro WIND Hydro Nuclear Thermal BioM SHydro Wind PV

4 Brasil, paraíso das renováveis PCH (P 50 MW, A 3km2) Pot Instalada: MW Potencial: MW Eólica Pot Instalada: MW Potencial: > MW Solar PV Pot Instalada: 34 MW Potencial: Ilimitado Biomassa Pot Instalada: MW Potencial: MW

5 Geração eólica já contratada

-0,7% -4,9% -20,0% -30,0% -40,0% -50,0% -43,6% 2012 2013 2014 2015 2016 40,0% 30,0%

6 Inserção da tecnologia Porque no eólicas? Brasil Variação interanual - Média RS 40,0% 33,2% 30,0% 20,0% 16,0% 10,0% 0,0% -10,0% -0,7% -4,9% -20,0% -30,0% -40,0% -50,0% -43,6% ,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% -10,0% -20,0% -30,0% -40,0% -50,0% Variação interanual - Média RS 6,5% 2,2% 3,1% -3,3% -8,5%

7 Inserção da tecnologia Porque no eólicas? Brasil Variabilidade intra-anual 400% 350% % % % % 100% 50% 0% Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Variabilidade intra-anual 400% 350% % % % % 100% 50% 0% Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

8 Inserção da tecnologia Porque no eólicas? Brasil Variabilidade horária 100,0% 90,0% 80,0% 70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% Variabilidade horária 100,0% 90,0% 80,0% 70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0%

9 Sistema AMA Without data you re just another person with an opinion W. Edwards Deming

Sistema AMA Motivação Em 2008 constatou-se que a EPE não dispunha de informações sobre o comportamento temporal do recurso primário para embasar o planejamento da inserção da geração eólica.

10 Sistema AMA Motivação Em 2008 constatou-se que a EPE não dispunha de informações sobre o comportamento temporal do recurso primário para embasar o planejamento da inserção da geração eólica. O Sistema AMA (Acompanhamento de Medições Anemométricas) foi idealizado para preencher essa lacuna. Por força de contrato os parques vencedores dos leilões devem realizar medições e enviá-las à EPE durante toda a duração do contrato.

± 0,5 C Higrômetro Precisão ± 2 % Barômetro Precisão ± 5 hpa Frequência de aquisição:1hz Data logger GPS para

11 Hub Height Sistema AMA 1,5m a 2,5m Requisitos de Medição Anemômetro Wind Vane Class 1 Calibração MEASNET Recalibração a cada 3 anos Resolução 1 Precisão ± 3 Banda morta 6 Starting threshold 1 m/s Termômetro Precisão ± 0,5 C Higrômetro Precisão ± 2 % Barômetro Precisão ± 5 hpa Frequência de aquisição:1hz Data logger GPS para sincronismo das medições Médias de 10 minutos Duração > 20 anos Perda de dados 15% ao ano 30 dias contínuos Mínimo de 20m

12 Sistema AMA Medição Real

13 Sistema AMA Como Funciona? Todos os procedimentos de registro, envio das medições e comunicação com os parques são realizados via internet. Envio obrigatório a cada 15 dias durante todo o contrato; Início das medições 180 dias após assinatura do contrato; Penalidades aplicadas pela CCEE

14 Sistema AMA Como Funciona? Análise e Controle da documentação e manutenções Análise das medições Relatório de Instalação e Comissionamento (Padronizado AMA) Substituição de equipamentos Registro das Manutenções Calibração dos anemômetros Substituição de estações Relatório de Manutenção anual (Padronizado AMA) Criação de Manuais e tutoriais para os empreendedores Comparação: Instrumentos da mesma estação Existe erro? N Dados validados Comparação: Instrumentos de estações próximas S Abertura de pendência Preenchimento dos dados (MCP)

15 Sistema AMA Controle da Documentação

16 Sistema AMA Situação atual

17 Sistema AMA Situação atual Primeiro registro de dados: fevereiro de estações de medição em funcionamento 220 estações com mais de 2 anos 51 empreendedores Quantidade de estações Altura das torres Ano Estações Dez/11 76 Dez/ (+24) Dez/ (+88) Dez/ (+67) Dez/ (+173) Dez/ (+106) UF Estações BA 153 CE 64 PB 3 PE 29 PI 45 RN 115 RS 85 SE >=75 e <80 >=80 e <90 >=90 e <100 >=100 e <110 >=110

18 Sistema AMA

19 Sistema AMA Obrigações Contratuais Editais ANEEL Iniciar medições permanentes em até 180 dias a contar do início de vigência do contrato (item 5.3); Constitui descumprimento da obrigação... a não implantação de medidores no prazo estabelecido, ausência de envio dos dados para a EPE e a inobservância do padrão definido para coleta e transmissão de dados. O descumprimento da obrigação sujeitará o vendedor ao pagamento mensal de 1% da receita fixa mensal por mês de descumprimento... até a normalização do envio dos dados, atestada pela EPE.

20 Sistema AMA Penalização Motivos: Atraso na instalação das estações Índice anual de perda de dados (por instrumento) 15% ao ano 30 dias contínuos Atraso no envio dos dados ( acima de 60 dias) 2015 R$ 1,5 milhões até 08/2016 R$ 1,8 milhões

21 Sistema AMA Problemas com as medições

22 Sistema AMA Verificação e Validação das Medições Instalação incorreta de para-raios 01/08/2015 a 15/10/2015

23 Sistema AMA Verificação e Validação das Medições Interferência de aerogeradores 250 m Rotor - 92m Direção predominante

24 Sistema AMA Verificação e Validação das Medições Perda de Sincronismo

25 Sistema AMA Verificação e Validação das Medições Instrumento com defeito análise temporal Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro

26 Sistema AMA Verificação e Validação das Medições Mudança de padrão

27 Sistema AMA Verificação e Validação das Medições Medição Inconsistente

28 Sistema AMA Resultados: Cálculo de parâmetros locais

29 Sistema AMA Resultados: Simulação da geração 1 0,8 ρ P.U. 0,6 0,4 0,2 0 Geração Simulada Horas P = 1 2 ρv3

Sistema AMA Resultados: Simulação da geração(validação) Altura 108 m Altitude 32 m 𝛒 médio 1,152 kg/m³ Potência 26 MW 30 Potência (MW) 25 20

30 Sistema AMA Resultados: Simulação da geração(validação) Altura 108 m Altitude 32 m 𝛒 médio 1,152 kg/m³ Potência 26 MW 30 Potência (MW) Máquina 15 Real 10 Simulação Velocidade do Vento (m/s) Simulação Real

31 Divulgação

32 Produtos Divulgação Índices eólicos Wind Indices Danish Wind Energy Index UK Wind Index IWET Index ISET Wind Index APREN Wind Index

33 Rio Grande do Sul Bahia Litoral Nordeste Produtos Divulgação Índices eólicos Índice de energia do vento 200% 180% ENERGIA 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% % % Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Índice de geração 200% 180% PRODUÇÃO 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% % Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 200% 180% ENERGIA 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% % Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 200% 180% PRODUÇÃO 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% % % Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 200% 180% ENERGIA 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 200% 180% PRODUÇÃO 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% % % Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

34 Divulgação Comportamento médio horário, mensal e anual Médias horárias de Velocidade e Direção do vento, Temperatura e Umidade Relativa do ar, consolidadas por Estado da Federação e Ano de medição

35 Divulgação Comportamento médio horário, mensal e anual (Temperatura, humidade, velocidade e direção do vento)

36 Estudos Específicos

37 Produtos Estudos Específicos Dados estaduais Variabilidade e Calmaria Frequência 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 10 min 60 min Máxima variação da potência 50% 40% 30% 20% 10% 60 min 10 min 0% -13% -11% -9% -7% -5% -3% -1% 1% 3% 5% 7% 9% 11% 13% 15% Amplitude 0% Potência simulada (MW)

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Percentual da P Instalada Produtos Estudos

38 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Percentual da P Instalada Produtos Estudos Específicos Dados estaduais 100% 90% 80% % da potência simulada 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 60% 50% 40% 30% P 50% P 95% % das ocorrências 20% 10% 0% Hora do dia

39 Produtos Estudos Específicos Dados estaduais Variabilidade e Calmaria Simulação com 167 parques eólicos (4336 MW) 02/10/2015

Produtos Estudos Específicos Dados estaduais Índices Mensais de Confiabilidade (Nordeste)

2,7 6,8 28,8 1,3 15,8 23,7 42,7 32,2 7,3 LOLF oc/mês 9,1 2,8 5,2 6,8 18,2 43,6 5,7 14,9 32,6

138,7 110,1 39,5 17,1 131,1 45,1 22,8 20,6 19,9 58,9 EPNS MW 5,1 0,4 0,6 1,9 4,8 23,1 0,4 19,5

40 Produtos Estudos Específicos Dados estaduais Índices Mensais de Confiabilidade (Nordeste) Índice Unidade Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun LOLP % 5,0 0,8 1,6 2,7 6,8 28,8 1,3 15,8 23,7 42,7 32,2 7,3 LOLF oc/mês 9,1 2,8 5,2 6,8 18,2 43,6 5,7 14,9 32,6 35,0 37,5 12,2 LOLD hora 4,1 2,0 2,2 3,0 2,7 4,9 1,6 7,1 5,4 8,8 6,4 4,3 MTBF hora 81,8 264,4 138,7 110,1 39,5 17,1 131,1 45,1 22,8 20,6 19,9 58,9 EPNS MW 5,1 0,4 0,6 1,9 4,8 23,1 0,4 19,5 26,5 70,2 39,6 5,2 EENS MWh % 7%

41 Produtos Trabalhos em Dados andamento estaduais Análise da contribuição das usinas eólicas para atendimento da demanda instantânea Metodologia de cálculo da demanda líquida para utilização no PDE Complementaridade Eólicas + Solares Oportunidade de adaptação das normas internacionais para os ventos observados no Brasil (parceria com CTGAS-ER) Usos típicos do AMA: Premissas de despacho eólico nos estudos de transmissão (Cálculo de margens) Dimensionamento de reserva de potência Estudos de confiabilidade do sistema elétrico Validação de séries de longo prazo para simulação energética Identificação de bacias eólicas Estatísticas de taxas de falha de equipamentos de medição

Rio Branco, 1-11 o andar 20090-003 - Centro

42 Juarez Lopes Assessor da Diretoria de Estudos de Energia Elétrica Telefone: + 55 (21) Avenida Rio Branco, 1-11 o andar Centro - Rio de Janeiro Facebook: EPE.Brasil

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