Geração Distribuída e Smart Grid Cenários Nacional/Internacional

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1 Geração Distribuída e Smart Grid Cenários Nacional/Internacional Curitiba 7 Maio 2014 Claudio Lima Copyright 2014 C Lima

2 Evolução e Enquadramento de Conceitos Multi-Agentes Descentralizados, Inteligência Distribuída Bilhões de sensores, dispositivos, conexões Gestão da Informação, Dados Gestão & Automação de Coisas & Objetos Inteligência distribuída/ sistemas multiagentes descentralizados Cloud-based computing Data Análico Conceito Multi-Utility Integrado ELETRICIDADE ÁGUA GÁS Copyright 2014 C Lima Smart Grid Internet of Things (IoT) M2M-Machine-to-Machine Smart Community Smart City GD Gestão & Automação de Processos Públicos/ Governo (do Cidadão) Smart Energy Gestão & Automação da Energia, Água, Gás GD-Geração Distribuída

3 Hoje Médio Prazo Futuro Roadmap do Smart Grid: O que faz Sentido? Automação na Distribuíção Justificação do Modelo de Negócio Operação Infraestrutura Avançada de Medição (AMI) Justificação do Modelo de Negócio Comercial Automação na Substação GD- Micro-Mini Geração Distribuída / Fase 1 Redes Residenciais (HAN) Recursos Energéticos Distribuídos Conectados à Planta (DER) (solar, éolica, biodiesel, gestão da carga, armazenamento) Uso de PMU, Sincrofasores nas Redes de Transmissão Veículos Elétricos Armazenamento de Energia 3

4 Brazilian Smart Grid: Reference Architecture REI-BR-2030 Cyber Security Service Provider Demand Response Aggregator Distributed Energy Aggregator Physical Security Energy Management Generation & Transmission (G&T) Transmission & Distribution Substation GD Distribution Producer/Consumer 2014

5 CADEIA PRODUTIVA INDUSTRIAL GD no Contexto de Redes Elétricas Inteligentes (REI) Principais Sub-Sistemas da Cadeia de Redes Elétricas Inteligentes Principais Elementos da Cadeia de Geração Distribuída Módulo FV Inversor Interativo Combinador DC (string box) DSV DPS Cabos, Conectores Suportes de Fixação Medidor Net Metering componentes TIC (inovação, padronização) * Mapeamento da Cadeia Produtiva de Redes Elétricas Inteligentes (Projeto Inversor de string e Centralizado (1-5k, 10-30kW, kW, kW, 1MW, etc)

6 Normatização Brasileira de Geração Distribuída Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) Classificação Sistemas fotovoltaicos Classificaçã o ABNT NBR data da vigência da norma 21 Fev 2008 ABNT NBR IEC PRODIST Módulo 3 6 Abr 2012 Procedimento de ensaio de anti-ilhamento para inversores de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica Procedimento de Ensaio Anti-Ilhamento NR 10 SEGURANC A EM INSTALAC O ES E SERVIC OS EM ELETRICIDADE NR 35 TRABALHO EM ALTURA Procedimentos de Distribuição de Energia Procedimentos de Distribuic a o de Energia Ele trica no Sistema Ele trico Nacional PRODIST Mo dulo 3 Acesso ao Sistema de Distribuic a o Rev. 4 (482/2012) 17 Abr 2012 Altera a Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012, e o Módulo 3 dos Procedimentos de Distribuição PRODIST RN 482 RN Abr 2012 Estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica, o sistema de compensação de energia elétrica, e dá outras providências Micro e Minigeração Distribuída 11 Dez Abr 2013 Terminologia Energia solar fotovoltaica Terminologi a ABNT NBR Dez 2013 ABNT NBR Instalação, Comissionamento & Inspeção Sistemas fotovoltaicos conectados à rede Requisitos mínimos para documentação, ensaios de comissionamento, inspeção e avaliação de desempenho 1 Mar 2014 Sistemas fotovoltaicos (FV) Características da interface de conexão com a rede elétrica de distribuição Procedimento de ensaio de conformidade Procedimentos de Ensaios na Interface de Conexão ABNT CB3 CE-82.1 Sistemas de Conversão Fotovoltaica de Energia Solar do COBEI ABNT NBR Abr 2014 ABNT NBR Sistemas fotovoltaicos (FV) Características da interface de conexão com a rede elétrica de distribuição Interface com a Rede Elétrica

7 Cenário Evolutivo da GD no Brasil FASE 1 Primeiras Instalações ANEEL RN 482/517 Eco-cliente Fase de aprendizado Preparo operacional pelas concessionárias Primeiras Normas ABNT Inmetro PBE Módulos PV Inversor sem Homologação Sem incentivos, redução tributária limitada Net Metering com DSV Estágio Atual Inversor Interativo (monitoração) sem visibildiade e controle operacional 2014 FASE 2 Conciência de Conservação de Energia Norma de instalação ABNT Associações ABSOLAR, etc Modelamento Econômico-Financeiro Normas de Segurança NR 10 e 35 Primeiras Linhas de Crédito Finame/BNDES Participação do Governo na Cadeia Produtiva do GD/REI (ABDI) Homologação de Inversores ANEEL Revisão RN 482 Net Metering sem DSV GD Inversor Inteligente (monitoração e controle) com visibildiade e controle operacional FASE N GD no Contexto de Rede Elétrica Inteligente Penetração de GD Desafios Técnicos Operacionais Funções Avançadas e Comunicação com a Rede Integração de recursos distribuídos e cenário de penetração elevado Despacho de GD Agregado & Controle e Atuação Remota de Inversores coordenado com elementos de rede (religadores) Inversor inteligente tem capacidade de se adaptar às condições operativas quando o sistema está conectado ao ramal da concessionária de energia Estágio Futuro RED/GD IEEE 2030, IEEE , IEEE 1547 Series, IEC <5% ~10-15%

8 Geração Distribuída no Contexto do IEEE 2030 Copyright IEEE C. Lima DG, DER Customer DG, DER

9 Arquitetura Referencial de SG com GD Automação na Distribuíção Centro de Operação e Controle Backhaul/ WAN DAP Sistema AMI NAN IEEE 2030 Medidor Inteligente FAN Subestação Dispositivos de Campo GD/RED Distribuição FAN: Field Area Network (aka rede SCADA) DAP: Distributed Access Point (aka Concentrador) NAN: Neighborhood Area Network (aka Rede AMI Last Mile) GD/RED: Geração Distribuída/Recursos Energéticos Distribuídos Dispositivos de Campo: FTUs (Religadores, Banco de Capacitores), Sensores, Transformadores, Medidores de Trafo, Chaves/Taps, etc.

10 Arquiteturas Avançadas de GD/RED-REI Smart Grid-GD/RED Concessionária de Distribuição Agregador de RD PCC Operador de RD Mantenedor de RD Ponto de Conexão de RD Ponto de Conexão de Carga Unidade de RD Unidade de RD Unidade de RD Controlador de RD CARGA BEMS RD Recurso Distribuído PCC Ponto de Conexão Comum BEMS: Building Energy Management System DR Grande >1MW (usinas FV, autoprodutor, etc) DR Médio 100-1MW (ANEEL RN 482 Minigeração) DR Pequeno < 0-100kW (ANEEL RN 482 Microgeração) Área Local Arquitetura de Referência para Interconexão de RD (IEEE) Inclui Controle e Gestão de GD, Sistema Armazenamento de Energia (SAS), IVE (Infraestrutura de Veículo Elétrico), Despacho e Controle de Cargas

11 Evolução da Micro, Mini GD cliente (cargas crí cas) Controle, Despacho Remoto de RED/GD cliente (cargas crí cas) VPP (Virtual Power Plant) Planta Virtual cliente (cargas crí cas) cliente (cargas crí cas) Automação Dinâmica em Tempo Real com RED Centro Integrado de Operação Independente de VPP cliente (cargas crí cas)

12 Evolução e Status do Smart Grid no Brasil

13 Blocos Estruturantes do PBRI Smart Grid 13

14 Programa do Governo Brasileiro de Smart Grid TIC Tecnologia da Informação e Comunicação Medição Inteligente, Automação na Distribuição, Geração Distribuída, etc Mapeamento da Indútria Nacional e Internacional: Concessionárias, Empresas e ICTs Normas Técnicas, Padrões e Regulamentos Tendências, Modelos de Negócios e Tecnologias Análise Econômica- Financeira da Cadeia Produtiva Geração Distribuída 4 Workshops Nacionais e 1 Seminário Nacional Proposição de Políticas Públicas em Smart Grid Geração Distribuída Geração Distribuída

15 Relatórios de Smart Grid Brasil-EU

16 Experiências Internacionais em GD Missões Brasileiras Unidades de Geração Distribuída Missões Europa, Japão em Redes Elétricas Inteligentes (REI), Geração Distribuída GT Grupo de Trabalho do Governo Federal em Smart Grid/Smart City (coordenados pela ABDI)

17 Solar Fotovoltaico: Capacidade Instalada Mundial Liderança para Alemanha, EUA, Japão e China Mercados Internacionais

18 Solar Fotovoltaico: Mercados dos EUA vs. Alemanha O mercado dos EUA de solar fotovoltaico superarou o Alemão em 2013 Primeira vez nos últimos 15 anos 2013 A fonte solar fotovoltaica nos EUA é a segunda maior em capacidade de geração de energia elétrica em 2013, atrás apenas ao gás natural

19 Solar Fotovoltaico: Mercado dos EUA 930MW foram instalados em Q com um aumento de 35% comparado com Q Desde começo 2011 o preço médio de sistema fotovoltaico caiu 60% (devido ao aumento da oferta global)

20 Solar Fotovoltaico nos EUA

21 Solar Fotovoltaico nos EUA

22 Solar Fotovoltaico nos EUA

23 Obrigado! 23

24 Claudio Lima, BIO Vice Chair e Autor do Padrão Técnico Internacional de Smart Grid IEEE 2030 (EUA) Membro Eleito por 2 anos do U.S. NIST-SGIP Smart Grid Architecture Council (EUA) CTO Global de Smart Grid da Huawei Technologies (China, ) Criador do Smart Grid Council (inovação em Smart Grid) no Silicon Valley na California Coordenador Técnico do Programa de Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid) do Governo Federal para o Desenvolvimento de Políticas Públicas Industriais e Cadeia Produtiva Nacional (liderado pela ABDI) Consultor Internacional de Projetos de P&D ANEEL (Smart Grid, Geração Distribuída) Coordenador do Governo Federal do Programa de Cooperação Brasil-União Européia em Smart Grid e Consultor do Governo Federal do Programa de Cooperação Brasil- Japão em Smart Grid, Eficiência Energética, Geração Distribúida e Smart City Palestrante na Audiência Pública Sobre Redes Elétricas Inteligentes na Câmara dos Deputados (CME-Comissão de Minas e Energia), Palestrante da ANEEL no Workshop de Geração Distribuída (Brasília), Membro do GT-Grupo de Trabalho do Governo Federal em Smart Grid/Smart City Ph.D. em Engenharia Eletrônica (Inglatera UKC), Mestre em Engenharia Elétrica Unicamp, MBA Executivo Dom Cabral. Copyright 2014 C Lima