Universidade Federal de Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica Capítulo: 6 Introdução ao Planejamento Energético Dr. Eng. Clodomiro Unsihuay Vila Curitiba-Brasil, 20 de Junio del 2014
Conceitos Fundamentais Fator de capacidade de projeto Relação entre a energia firme e a capacidade de geração efetiva em uma usina (ANEEL). Fator de capacidade efetivo (Todas as usinas) Relação entre a geração líquida média da usina e a capacidade efetiva do equipamento gerador instalado, em um determinado período de tempo (ANEEL). Fator de disponibilidade Relação entre o tempo em que um equipamento elétrico esteve em operação, ou pronto para entrar em funcionamento e em condições de ser operado a potência nominal, e o intervalo de tempo considerado. Isto é, tempo em que a Usina esteve disponível para gerar 100% de sua capacidade de geração efetiva.
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Média de Longo Termo Q Sendo, MLT i n i 1 Qi = vazões médias n = número de vazões médias do histórico de vazões n Q i A energia em um dado aproveitamento pode ser dada por: E t 2 t 1 Pdt t 2 t 1 f ( h. Q ) dt Como Q é uma variável aleatória este cálculo vai depender de critérios probabilísticos ou determinísticos
4 VAZÃO DE PROJETO- POTÊNCIAS BENEFICIOS-CUSTOS Energia firme de uma CH corresponde a máxima produção CONTÍNUA de energia que pode ser obtida supondo a ocorrência da sequencia mais SECA no histórico de vazões do rio onde ela está instalada. Energia Assegurada do Sistema é a máximo produção de energia que pode ser mantida continuamente pelas CH ao longo dos anos, simulando a ocorrência de cada uma das milhares de possibilidades de sequencia de vazões criadas estatisticamente, admitindo uma certo risco de não atendimento à carga.
4 VAZÃO DE PROJETO- POTÊNCIAS BENEFICIOS-CUSTOS Energia Assegurada do Sistema...ou seja em determinado percentual dos anos simulados permite-se que haja racionamento, dentro de um limite considerado aceita para o sistema. Na regulamentação atual, este risco é 5%.
Energia Assegurada (Ou garantia Física) "a Energia Assegurada do sistema elétrico brasileiro é a máxima produção de energia que pode ser mantida (quase) continuamente pelas usinas hidroelétricas ao longo dos anos, simulando a ocorrência de cada uma das milhares possibilidades de seqüências de vazões criadas estatisticamente, admitindo um certo risco de não atendimento à carga, ou seja, em determinado percentual dos anos simulados, permite-se que haja racionamento, dentro de um limite considerado aceitável para o sistema. Na regulamentação atual, este risco é de 5%.
Energia Assegurada (Ou garantia Física) Desse modo, a determinação da energia assegurada independe da geração real e está associada às condições no longo prazo que cada usina pode fornecer ao sistema, assumindo um critério específico de risco do não atendimento do mercado (déficit), considerando principalmente a variabilidade hidrológica à qual a usina está submetida. Nos cálculos das energias asseguradas são desconsiderados ainda os períodos em que a usina permanece sem produzir energia por motivos de manutenções programadas e paradas de emergência. Considera-se energia assegurada de cada usina hidroelétrica a fração a ela alocada da energia assegurada do sistema. A operação cooperativa do parque gerador brasileiro foi historicamente adotada visando garantir o uso eficiente de recursos energéticos no país. Com a introdução da competição no segmento de geração de energia e o aumento do número de agentes, optou-se pela manutenção da operação centralizada das centrais geradoras hidroelétricas visando a otimização do uso dos reservatórios e a operação com mínimo custo do sistema.
Energia Assegurada (Ou garantia Física) O cálculo da Energia Assegurada exige simulações complexas. Ela inicia com os reservatórios cheios e o balanço hidráulico é simulado durante 10 anos para estabilizar os níveis dos reservatórios. A partir desse ponto, a carga é ajustada de tal forma a obter déficit de energia em 5% das séries de vazões simuladas a partir de um universo de cerca de 2000 séries sintéticas. A fragilidade desta metodologia é a aceitação implícita de que existirá em algum momento um racionamento de energia.
Exemplo Para um horizonte de planejamento de 5 anos e um histórico de vazões de 250 anos, foi levantada a seguinte tabela de ofertas e os correspondentes números de séries com déficit: Oferta (MW) N Séries c/ Déficit 5100 5400 5600 5800 6000 6300 6500 6800 7000 7200 0 2 5 8 10 13 15 17 20 25 Determinar a energia assegurada ( com risco de déficit de 5%) e o ganho de energia com o relaxamento do risco de déficit dos sistema para 10 %.
Solução NS=250-5+1= 246 Oferta (MW) N Séries c/ Déficit 5100 5400 5600 5800 6000 6300 6500 6800 7000 7200 0 2 5 8 10 13 15 17 20 25 RD 0 0,81 2,03 3,25 4,07 5,28 6,10 6,91 8,13 10,16 N o. desd RD x100% R D 5600 5 / 246 *100 2, 03 N o. dese Energia assegurada (5%)= 6300 MWméd Ganho de energia= Energia assegurada (10%)- Energia assegurada (5%)= Ganho de energia=7200-6300= 900 MWméd.
MECANISMO DE REALOCAÇÃO DE ENERGIA (MRE) Produção de UHEs muito variável, a liquidação de contratos de compra e venda de energia no mercado de curto prazo envolve grande risco para o agente gerador. O MRE é um mecanismo financeiro que objetiva compartilhar os riscos hidrológicos que afetam os geradores, na busca de garantir a otimização dos recursos hidrelétricos dos sistemas interligados. A intenção é garantir que todos os geradores dele participantes comercializem a Energia Assegurada que lhes foi atribuída, independente de sua produção real de energia, desde que as usinas integrantes do MRE, como um todo, tenham gerado energia suficiente para tal.
Em outras palavras, por meio do MRE a energia produzida é contabilmente distribuída, transferindo o excedente daqueles que geraram além de sua Energia Assegurada para aqueles que geraram abaixo por imposição do despacho centralizado do sistema. A energia gerada pelo MRE pode ser maior, menor ou igual ao total de energia assegurada das usinas participantes do MRE, conforme descrito a seguir: Se a soma da energia gerada pelas usinas for maior ou igual à soma das suas energias asseguradas, haverá um excedente de energia, denominado Energia Secundária, que será também realocado entre os geradores; Se a soma da energia gerada pelas usinas for menor que a soma das suas energias asseguradas, não haverá energia suficiente para que todos os geradores recebam a totalidade de sua energia assegurada. Será, então, calculado para cada gerador, na proporção de sua energia assegurada, um novo valor de energia disponível, apenas para efeito do MRE.
Resumo Resumindo, a questão da energia assegurada é básica para a geração de energia no Brasil. Se este valor for superavaliado para um determinado aproveitamento hidrelétrico ou para o sistema como um todo, o custo de geração diminui nominalmente mas o risco de déficit aumenta. Por outro lado, se for subavaliada, o custo de geração aumenta mas o risco de déficit diminui.
Dados Importantes