Definição de Soluções na Construção do Plano de Obras do SDMT - Planejamento Integrado do Sistema Elétrico de Distribuição da Cemig D

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1 XXII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétri SENDI a 10 de novembro Curitiba - PR - Brasil BERTONI DOS SANTOS JUNIOR Cicéli Martins Luiz CEMIG Distribuição S.A. CEMIG Distribuição S.A. bertoni@cemig.com.br ciceli@cemig.com.br Definição de Soluções na Construção do Plano de Obras do SDMT - Planejamento Integrado do Sistema Elétrico de Distribuição da Cemig D Palavras-chave Distribuição de Energia Planejamento Integrado Sistema Elétrico Resumo O Planejamento do Sistema Elétrico é uma atividade fundamental que as empresas concessionárias de energia elétrica devem desenvolver, atividade esta prevista nos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional PRODIST. Trata-se de atividade que requer um amplo conhecimento da dinâmica econômica da área de concessão, de inúmeros insumos, mão-de-obra especializada, softwares e horas de dedicação. A Cemig Distribuição SA alterou substancialmente a forma de elaboração desta atividade, com total integração entre as áreas envolvidas, utilização de ferramentas inovadoras desenvolvidas pela própria força de trabalho, tanto para análise dos dados e definição das soluções quanto para o registro do trabalho final, e desenvolvimento de algoritmos para priorização da aplicação dos recursos. Este artigo visa registrar uma das etapas do processo, que é a Definição de Soluções na Construção do Plano de Obras do SDMT. 1. Introdução A dinâmica de atividades para a elaboração do Planejamento do Sistema Elétrico de Distribuição passa por diversas etapas, entre elas: avaliação da situação atual do sistema elétrico em análise, avaliação do mercado passado, presente e futuro, aplicação dos índices de crescimento das cargas do sistema elétrico em estudo, identificação dos pontos discordantes com os limites regulados e construção de um plano de obras para solução de tais pontos, no horizonte de 1/11

2 estudo. Este artigo visa descrever a dinâmica adotada na definição das soluções e construção do Plano de Obras do SDMT, associados ou não aos Planos de Obras do SDAT (linhas e subestações), dentro da nova concepção de elaboração do Planejamento Integrado do Sistema Elétrico pela Cemig D. 2. Desenvolvimento Considerando a necessidade da construção de um plano de obras para o SDMT e SDAT para toda a área de concessão da Cemig D, a grande extensão da concessão, as particularidades de cada região, a influência mútua entre regiões, o prazo disponível para obtenção do produto final necessário para o próximo ciclo de revisão tarifária da Cemig D 2018 a 2022, e a estratégia de redução de custos através do ganho de escala na contratação dos serviços e aquisição de materiais / equipamentos, foi desenvolvida uma nova metodologia de trabalho, com a formação de uma base de dados, com os diversos temas que caracterizam o funcionamento do sistema elétrico (ex.: carregamento dos elementos, níveis de tensão em todo o sistema de AT e MT, níveis de curto-circuito, perdas elétricas, desempenho em duração e frequência realizado e estrutural, depreciação, etc). Essa base de dados denominada PLANINT, desenvolvida com metodologia própria a ser apresentada em outro artigo, é visualizada em mapa temático georreferenciado, utilizando o software GeoMedia Desktop, da Intergraph Corporation figura 1. Figura 1 Visualização da base de Dados no GeoMedia - PLANINT Para uma melhor análise do sistema elétrico a área de concessão da Cemig D foi dividida em Áreas de Análise figura 2, compostas por Linhas de Distribuição, Subestações e Sistema Elétrico de MT e BT, mas que possuem forte inter- 2/11

3 relação. Outro ponto para identificação de uma Área de Análise foi a separação considerando se a solução teria que ser dada somente com obras de MT ou se envolveria obras de AT (linhas e subestações). A primeira etapa consistiu em reunir, num mesmo ambiente, profissionais das diversas áreas que atuam nas atividades de planejamento, operação e manutenção do sistema elétrico, para explanarem e entenderem os problemas identificados, atuais e previstos, explorando o comportamento atual e o histórico dos últimos acontecimentos (atendimentos de novas cargas, ocorrências, sugestões). Nessa etapa definiu-se as Áreas de Análise a serem estudadas. Figura 2 Área de Análise 2.1. Áreas de Análise com solução somente através do SDMT Para o estudo das Áreas de Análise cuja solução se dará através de obras somente no sistema de MT, os alimentadores envolvidos foram transferidos do G-Dis (software de cadastro do sistema elétrico de MT e BT da Cemig D) figura 3, para o software de fluxo de potência adotado pela Cemig D, o CYME Power Engineering Software, da CYME International TD figura 4. 3/11

4 Figura 3 Sistema G-Dis 4/11

5 Figura 4 Software de Fluxo de Potência - CYME Feito o ajuste do caso base, evoluiu-se para o horizonte de 10 anos, em consonância com o PRODIST módulo 2 (apesar do PRODIST prever o horizonte de planejamento de 5 anos para o SDMT, optou-se pelo horizonte de 10 anos para avaliar a necessidade de implantação de novas subestações por esgotamento do atendimento pelo SDMT). Após a análise do comportamento do SDMT em todo o horizonte, definiu-se um conjunto de obras para a solução de blocos de problemas, separados por Planos, observando os limites, módulos de obras (desenvolvidos com aderência à prudência reconhecida pelo órgão regulador) e pontos de atenção descritos a seguir, para a identificação da melhor solução técnico-econômica aplicável. Limites: - Nível de tensão mínimo de:. 0,97 pu no pior ponto dos alimentadores, na média tensão, em área urbana, ou no ponto de entrega de clientes do grupo A4 (atendimento em média tensão) em área rural;. 0,95 pu no pior ponto dos alimentadores, na média tensão, em área rural; - Carregamento máximo de:. 60% dos cabos em alimentadores interligáveis;. 80% em alimentadores radiais; - Perdas elétricas máxima de:. 5% em alimentadores urbanos; 5/11

6 . 10% em alimentadores mistos (urbanos e rurais); - Máximo de 3 bancos de reguladores de tensão em série; - Dupla alimentação para sedes municipais que não possuem subestações, e outros aglomerados urbanos expressivos; Módulos de Obras: - Construção de novo tronco de alimentador, urbano e/ou rural; - Substituição dos condutores por outros de maior bitola (aumento da capacidade de condução de corrente); - Conversão de redes de média tensão monofásicas para trifásicas; - Instalação de bancos de reguladores de tensão; - Instalação de bancos de capacitores (fixos e automáticos); - Instalação de religadores trifásicos automatizados; Pontos de atenção: - Em área urbana, padronização e atualização tecnológica da rede existente com a utilização de Rede Protegida (ou isolada, quando necessário) na media tensão, e rede isolada multiplex na baixa tensão; - Em área rural, aproveitamento das redes existentes para construção de novos troncos, em função da dificuldade de se conseguir autorização de passagem para implantação de novas redes; - Redesenho da topologia dos alimentadores, criando novos pontos de interligação para transferência de blocos de cargas em contingência, reduzindo diretamente o DEC Duração Equivalente por Cliente; - Instalação de equipamentos de proteção automatizados, com o objetivo de reduzir a área de exposição por dispositivo de proteção instalado, o que amplia a seletividade dos pontos faltosos e reduz o número de clientes atingidos por interrupção, refletindo positivamente no FEC Frequência Equivalente por Cliente, dentro da filosofia da Confiabilidade Esperada. As obras propostas foram registradas em croquis para cada Área de Análise figura 5 e incluídas em um banco de dados construído especificamente para a compilação de todo o Plano de Obras da Cemig D, denominado SIMPLAN figura 6, descrito em artigo específico. 6/11

7 Figura 5 Croqui de Obras Figura 6 SIMPLAN Entre as particularidades na definição do conjunto de obras (ou Planos), foi a construção de um Plano dependente de um outro Plano. Essa situação foi devidamente registrada no SIMPLAN e será considerada na etapa de priorização para construção figura 7. 7/11

8 Figura 7 Dependência de Planos 2.2. Áreas de Análise com solução através do SDMT e SDAT Para as Áreas de Análise onde a solução inicia-se com obras no SDAT, sob a ótica do SDMT, ou seja, obras necessárias por esgotamento da capacidade das unidades transformadoras das subestações ou nível de tensão comprometido na alta tensão, por estrangulamento físico para construção de novas saídas e troncos em função da localização da subestação, pela inviabilidade da solução de atendimento pelo SDMT em função da demanda x distância, define-se inicialmente a solução no SDAT, que normalmente é a construção de nova subestação. O ponto chave desta solução é a localização da nova subestação. Deve-se levar em conta a maximização da quantidade de problemas a serem solucionados, considerando os custos envolvidos. Centro de carga, áreas disponíveis, encaminhamento da linha de distribuição e dos novos alimentadores, acesso para veículos pesados, são levados em consideração na identificação do local da nova subestação. A definição da capacidade de transformação é baseada no levantamento de cargas, já evoluídas para o horizonte de estudo, e obtidas na base de dados do PLANINT. Conforme nível de tensão do SDAT disponível / estudado para a região, define-se a solução a ser implantada (tipo de subestação, quantidade e potência das unidades de transformação, quantidade de saídas) figura 8 e figura 9. Para o SDMT da Área de Análise em estudo, aplica-se a mesma metodologia descrita no item /11

9 Figura 8 Croqui das obras sob a ótica do SDMT 9/11

10 Figura 9 Croqui das obras sob a ótica do SDMT Os Planos de Obras foram registrados no SIMPLAN, com a vinculação entre Planos, se necessário. 3. Conclusões O grande diferencial na definição de soluções para a Construção do Plano de Obras do SDMT para o Planejamento Integrado do Sistema Elétrico de Distribuição da Cemig D, para o ciclo , foi a metodologia desenvolvida para a análise e identificação dos problemas atuais e do horizonte de estudo, de forma padronizada, o PLANINT; a integração de todas as áreas envolvidas na análise dos problemas e sugestão de soluções, atuando nesta mesma base padronizada; os módulos de obras com as soluções disponíveis para utilização, módulos estes cujo desenvolvimento foi pautado na prudência reconhecida pelo órgão regulador; o conhecimento das regiões que os construtores das soluções possuem e a facilidade do registro das soluções no SIMPLAN. Todo o trabalho de análise, estudo e proposição de soluções foi desenvolvido num tempo recorde de 1 ano. 4. Referências bibliográficas AGENCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA ANEEL. Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) - Módulo 2 Planejamento da Expansão do Sistema de Distribuição. Brasília, 16 de dezembro de 2008 [Online]. Disponível: CEMIG. Manual De Distribuição: Diretrizes Básicas para o Planejamento Elétrico de Distribuição em AT e MT, ND- 10/11

11 1.1e ND Belo Horizonte, Dezembro de CEMIG. Diretrizes e Ações para o Planejamento Integrado dos Investimentos da Cemig Distribuição S.A.. Belo Horizonte, Agosto de CEMIG. Planejamento Integrado e Priorização do Portfólio de Obras no Sistema Elétrico Cemig D PE/PS498. Belo Horizonte, Março de /11