Redes Elétricas Inteligentes

Transcrição

1 Laboratório de Qualidade da Energia Elétrica Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia - ENERQ Redes Elétricas Inteligentes Daniel Perez Duarte daniel.duarte@sinapsisenergia.com

2 ENERQ & Redes Inteligentes Experiência e Linhas Atuais

3 ENERQ & Redes Inteligentes Linha preferencial de pesquisa, com produção de projetos de P&D, desenvolvimento de modelos e ferramentas, teses e dissertações; Coordenação do congresso internacional de SmartGrids IEEE Latin American Coordenação do Núcleo de Apoio à Pesquisa de Redes Inteligentes da USP, vinculado diretamente à Pró-Reitoria de Pesquisa, congregando os seguintes institutos: Escola Politécnica Escola de Engenharia de São Carlos Faculdade de Direito do Largo São Francisco Escola de Economia e Administração de Ribeirão Preto

4 ENERQ & Redes Inteligentes Projeto Estratégico ABRADEE BP3 Automação da Distribuição; Laboratório de Qualidade de Energia, fundado em 2004 e aparelhado em 2008 para realização de experimentos, simulações e pesquisas em Redes Inteligentes; Previsão de montagem de ambiente de simulação de Redes de Distribuição, considerando equipamentos reais de automação, medição, TI e Telecom. Parcerias com especialistas, destacando-se Sinapsis Inovação em Energia; Entendimentos com fabricantes para instalação de equipamentos e sistemas (Siemens, S&C, SEL etc.).

5 Estrutura

6 Estrutura Conceituação e Fundamentação Motivadores Projeto P&D Estratégico ANEEL ABRADEE/APTEL REI e Planejamento Energético

7 Conceituação e Fundamentação

8 Conceituação e Fundamentação Sistema Atual: FONTE: EPRI

9 Conceituação e Fundamentação Sistema Futuro: FONTE: EPRI

10 Conceituação e Fundamentação Argumentos contrários: Indefinição do conceito Conservadorismo do setor Carência de Arcabouço regulatório adequado Problemas estruturais no setor de distribuição

11 Conceituação e Fundamentação Fatos Relevantes: Avanço tecnológico Consciência ambiental Informação no topo da cadeia Desmassificação da Sociedade

12 Conceituação e Fundamentação Desmassificação: Fator básico que caracteriza a tendência das relações entre os diversos segmentos da sociedade moderna a tornarem-se cada vez mais customizadas, elevando a complexidade da dinâmica que rege essas relações e demandando a urgente adaptação dos diversos setores (comercial, industrial, serviços etc.) para este novo modelo. Alvin Toffler

13 Conceituação e Fundamentação Informação Relações familiares Exemplos Varejo Setor de Energia! Relações trabalhistas

14 Conceituação e Fundamentação A sociedade dita as regras (e não o mercado) A evolução do consumidor (consumo de conceitos) Avanço tecnológico globalizado Inexorabilidade do avanço Antecipação dos problemas Papel do regulador

15 Conceituação e Fundamentação NIST:... modernização do sistema de distribuição de eletricidade para possibilitar o monitoramento, proteção e otimização automática da operação deste com seus diversos elementos interligados, desde geradores centralizados ou distribuídos passando pela rede de alta tensão e sistema de distribuição, até os usuários industriais e sistemas de automação predial... ETPS:...rede elétrica capaz de integrar de forma inteligente as ações de todos os usuários conectados a ela - geradores, consumidores e aqueles que assumem ambos os papéis - a fim de prover energia elétrica de forma eficientemente, sustentável, econômica e segura.

16 Conceituação e Fundamentação EPRI:...uso da comunicação e de modernos recursos computacionais para melhorar a eficiência e confiabilidade das redes de transporte de energia e possibilitar a oferta de novos serviços aos consumidores. DOE:...uso de tecnologia digital para melhorar a confiabilidade, segurança e eficiência do sistema elétrico: da geração de grande porte, passando pelos sistemas de distribuição de energia e um número crescente de recursos distribuídos geração e armazenamento

17 Conceituação e Fundamentação Aplicação integrada das diversas tecnologias novas e existentes para o atendimento das demandas da nova sociedade!!!

18 Conceituação e Fundamentação Infra de Comunicação Veículos Híbridos ou Elétricos Tecnologia da Informação Automação da Rede CONVERGÊNCIA TECNOLÓGICA Serviços de Rede (Web Services) Medidor Inteligente Geração Distribuída Home Appliances

19 Motivadores Setor Elétrico

20 Motivadores Nacionais Cenário Nacional Redução de Perdas Comerciais Redução de Custos Operacionais Aumento da Confiabilidade do Sistema Aproveitamento da Capilaridade do Sistema (Novos Serviços)

21 Motivadores Internacionais ESTADOS UN NIDOS Escassez de Recursos Naturais Confiabilidade do Sistema Envelhecimento dos Ativos Prospecção de Novos Serviços EUR ROPA Questões Climáticas Escassez de Recursos naturais Envelhecimento dos Ativos Confiabilidade do Sistema Prospecção de Novos Serviços JA APÃO Escassez de Recursos Naturais Questões Climáticas Prospecção de Novos Serviços

22 Tendências Mundiais ESTADOS UN NIDOS Investimento em AMI (Demand Response) Automação de Subestações Eficiência Energética / Redução da Demanda Adequação do Sistema para Integração de Unidades de GD Localização de Faltas e Restabelecimento EU UROPA Preparação do Sistema para Integração de Unidades de GD e Microgeração Investimento em AMI (Demand Response) Eficiência Energética / Redução da Demanda Investimento em Sistemas de TI JAPÃO Preparação do Sistema para Integração de Unidades de GD e Microgeração; Investimento em AMI (Demand Response) Investimento nos Sistemas de TI Novos Serviços

23 Projeto P&D Estratégico ANEEL ABRADEE/APTEL

24 Blocos de Pesquisa Bloco 1 Governança e integração do projeto Bloco 2 Medição Bloco 5 Telecom, TI e Interoperabilidade Bloco 6 Políticas Públicas e Regulação Bloco 7 Perspectiva do consumidor Bloco 3 Automação Bloco 4 Ger., Distrib, Armazenamento e Veic. Elétricos

25 Entidades Envolvidas 37 Empresas Cooperadas com alocação de 81 Profissionais 6 Entidades com alocação de 108 Profissionais 1. AES ELETROPAULO 2. AES SUL 3. AMPLA 4. COELCE 5. BANDEIRANTE 6. ESCELSA 7. CEB 8. CEEE 9. CELESC 10. CELG 11. CELPE 12. COELBA 13. COSERN 14. CEMAR 15. CEMIG 16. LIGHT 17. COPEL 18. CPFL PAULISTA 19. CPFL PIRATININGA 20. RGE 21. ELEKTRO 22. ELETROBRAS AL 23. ELETROBRAS AM 24. ELETROBRAS PI 25. ELETROBRAS RO 26. ELFSM 27. ENERSUL 28. ENERGISA BO 29. ENERGISA MG 30. ENERGISA PB 31. ENERGISA SE 32. ENERGISA NF 33. CHESP 34. AES TIETÊ 35. TRACTEBEL 36. BAESA 37. ENERCAN 1. ABRADEE BP1 e BP7 2. KEMA BP4 3. CPqD BP5 4. LACTEC BP2 5. USP BP3 6. FGV BP6 7. INNOVARE BP7 Empresa Proponente: CEMIG

26 Objetivos do Estudo Qual é a situação atual? Qual deve ser a situação futura? O que se deve realizar? Quando se deve realizar? Quanto custa? O que se ganha com isso?

27 Objetivos do Estudo Diversidade de Realidades! Integração de Soluções! Diversos Agentes

28 Diagnóstico Situação Atual Nível Baixo

29 Diagnóstico Situação Atual Nível Alto

30 Diagnóstico Situação Atual Situação Futura

31 Metodologia Síntese Metodológica

32 Metodologia (Representação do Sistema) Conceito de Cluster Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Conjunto Representante CLUSTER 1 Representante CLUSTER 30 Conjunto Conjunto Conjunto

33 Metodologia Representação da Rede Funcionalidades Cenários Clusters (Características Físicas, Operacionais e de Automação) Função Custo (Equipamentos e Dispositivos) Função Benefício (Drivers) Alvos Associados aos Cenários Evolução Ritmo de implantação (atual-alvo) Avaliação Custos e Benefícios Associados às Políticas de Evolução

34 Metodologia (Cenários) Situação atual com baixo nível de automação Evolução

35 Metodologia (Evolução) P I = Penetração Inicial do Conjunto de Funcionalidades a no Cluster b (Função dos Questionários) P F = Penetração Final do Conjunto de Funcionalidades a no Cluster b (Função do Cenário) T I = Tempo Inicial da Evolução da Penetração do Conjunto de Funcionalidades a no Cluster b (Função do Cenário) T F = Tempo Final da Evolução da Penetração do Conjunto de Funcionalidades a no Cluster b (Função do Cenário)

36 Metodologia Integração dos Blocos

37 Resultados Cenário Acelerado

38 Resultados Cenário Moderado

39 Resultados Cenário Conservador

40 REI e Planejamento Energético

41 REI e Planejamento Energético Inexorabilidade do Avanço (fora do controle do setor elétrico) Planejamento Energético

42 REI e Planejamento Energético Eficiência Energética Perdas Técnicas e Comerciais Planejamento Energético Resposta à Demanda GD, µgd, VE e Armazen.

43 REI e Planejamento Energético The FERC Assessment predicts Demand Response can reduce peak demand by up to 20% in , BAU 1.7% AAGR No DR (NERC) 1.7% AAGR GW, 4% of GW Expanded BAU 1.3% AAGR Source: FERC National Assessment of Demand Response Potential Achievable Participation 0.6% AAGR Full Participation 0.0% AAGR 82 GW, 9% of 138 GW, 14% of 188 GW, 20% of Legenda AAGR- average annual growth rate

44 REI e Planejamento Energético A recent EPRI study of Energy Efficiency predicts an economic potential reduction of 14% in 2030 Energy Efficiency Potentials from EPRI Study 1.2% AAGR Source: EPRI Assessment of Achievable Potential from Energy Efficiency and Demand Response Programs in the U.S. Legenda AAGR- average annual growth rate

45 REI e Planejamento Energético Fonte: Jamil Haddad; Eficiência Energética ; III Seminário Internacional de SmartGrid

46 REI e Planejamento Energético GD µgd Armaz. Eficiência Obras menores construídas de modo mais aderente à demanda Menor impacto ambiental Maior eficiência energética Menores investimentos 1 kwh injetado na distribuição vale aproximadamente 2 kwh de geração convencional (1) (1) Fonte: EPRI - Integrating Distributed Resources into Electric Utility Distribution Systems, EPRI White Paper Technology Review, December 2001

47 REI e Planejamento Energético Fonte: EPE - Amilcar GUERREIRO - Veículos Elétricos e Matriz Energética

48 REI e Planejamento Energético

49 Laboratório de Qualidade da Energia Elétrica Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia - ENERQ Obrigado! daniel.duarte@sinapsisenergia.com Tel: (11) Cel: (11)