Transmissão em Corrente Contínua em Ultra-Alta Tensão Panorama Atual e Perspectivas Futuras no Brasil Transmissão em Corrente Contínua em Ultra-Alta Tensão
Transmissão em CCAT Panorama Atual e Perspectivas Futuras no Brasil Transmissão de Belo Monte Principais Elementos Motivadores e Desafios Paulo Cesar Vaz Esmeraldo Dourival de Souza Carvalho EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE
Sumário da Apresentação Condicionantes básicos Alternativas tecnológicas Alternativas de solução Seleção da transmissão em + 800 kv Transmissão em + 800 kv Solução Recomendada Outros aspectos da solução
Condicionantes básicos Longas distâncias e grandes blocos de energia 6,3 GW ~2500 km Belo Monte 3,5 GW Grandes hidrelétricas Reservatórios reduzidos Afluência particular Energias Naturais Afluentes Médias (MWmed) 18000 8 GW 15000 12000 9000 6000 3000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 mês
Condicionantes básicos Rede jáj integrada
Alternativas tecnológicas Requisitos maturidade da tecnologia soluções factíveis, técnico e econômicas potencial de aplicação em curto prazo capacidade e diversidade de fornecimento tendências futuras padrões internacionais
Alt. Tecnológicas: encontro c/fabricantes Primeira fase : concepção da solução (2010) Cada fabricante e EPE (Alstom, Siemens, ABB, State Grid) Cada fabricante e Grupo de Belo Monte Conclusões: Meia onda :não recomendada 1000 kv CA: apenas um sistema piloto na China, não recomendada ± 660 kv HVDC Similiar ao Madeira, fabricantes capacitados e com estratégias de fornecimento, 1 sistema na China,permite competição, alternativa viável ± 800 kv HVDC Fabricantes capacitados e com estratégias de fornecimento, 2 sistemas na China e 1 projeto na Índia,permite competição, alternativa viável
Belo Monte 17 km CC Xingu 2 Bipolos de 3500 MW Transmissão de Belo Monte Alternativas tecnológicas Belo Monte 17 km Xingu 765 kv Parauapebas Belo Monte 17 km 1000 kv Xingu Parauapebas Belo Monte Meia Onda 2 Bipolos de 4000 MW Norte-Sul Norte-Sul 2500 km
Alternativas tecnológicas Motivação da tecnologia em + 660 kv CC Aplicação na interligação N-S tiristores 5 polegadas com até 4000 MW implantado na China, parceria com fabricantes
Alternativas de solução Pontos de chegada no Sudeste Belo Monte 17 km Belo Monte 17 km Xingu Xingu
Alternativas de solução Custos das alternativas Custo Global sem obras comuns (bilhões R$) 15,0 10,0 5,0 0,0 CC800ES-ES CC800ES-NI CA765kV CA1000kV 9,7 9,5 12,3 11,6 % 101,7 100,0 129,6 122,0
Alternativas de solução Resumo para seleção da solução Estudadas CA 765 kv CA 1000 kv CA ½ Onda 800 kv CC + 660 kv CC + 800 kv Desempenho tecnico econômico Selecionadas CC + 660 kv CC + 800 kv
Transmissão em + 800 kv Por que + 800 kv CCA? Tecnicamente +660 e +800 kv atendem requisitos Custo do + 800 kv 5% menor que + 660 kv Estratégia para o futuro: novas transmissões de grandes blocos de energia em longa distância no Brasil; em operação na China e em implantação na Índia; fabricantes com estratégia de fornecimento; 800 kv é nova tendência de tecnologia com os benefícios da dissiminação global.
Trans + 800 kv: encontro c/fabricantes Segunda fase: informações complementares Grupo de Belo Monte + ONS e cada fabricante (Alstom, Siemens, ABB, State Grid, + Toshiba) Conclusões: Concepção similar ao + 600 kv, altera apenas o isolamento da corrente contínua Fabricantes motivados, c/estratégia de fornecimento, Lab Cepel capacitado, Projeto indiano em implantação, Competição
Transmissão em + 800 kv + 600 e +800 kv CCAT, diferenças? Concepção topológica igual Controles iguais Mesmos tiristores Pátio CA 500 kv igual Nível de isolamento CC mais elevado 800 kv com redução de perdas Não existe diferença fundamental além da tensão CC e da potência transmitida
Transmissão em + 800 kv Capacidade dos elos: alternativas Bipolos 3500 MW Região Norte Belo Monte 11000 MW Bipolos 4000 MW Região Norte S.Ltapajós 7000 MW Belo Monte 11000 MW Bipolos 4500 MW +130000 MW Several Plants Região Norte Belo Monte (2021) (2023) (2019) (2017) (2019) (2019) (2024) Região Sudeste (2017) Região Sudeste (2017) Região Sudeste 2 x 3500 MW bipolos 3 x 4000 MW bipolos 4 x 4500 MW bipolos
Transmissão em + 800 kv Capacidade dos elos: Análise MIN x MAX arrependimento (Real x 1000) Cenario1 7000 MW Cenario 2 12000 MW Cenario 3 18000 MW Max Arrependimento Alternativa 1 (3500 MW) 1,187,421 275,988 1,187,421 Alternativa 2 (4000 MW) 579,103-162,882 579,103 Alternativa 3 (4500 MW) 4,463,565 3,255,920-4,463,565 Min-Max Arrependime nto 579,103
Transmissão em + 800 kv Uma ou duas pontes série s por polo 1 ponte de 12 pulos por polo 2 pontes de 12 pulos por polo +800 kv +800 kv +800 kv 6 pulsos 6 pulsos 12 pulsos 6 pulsos 6 pulsos 12 pulsos 6 pulsos 6 pulsos 12 pulsos -800 kv -800 kv -800 kv
Opções em + 800 kv Eletrodo próprio prio ou comum a 2 conversoras +800 kv +800 kv 6 pulsos 6 pulsos 12 pulsos 6 pulsos 6 pulsos 12 pulsos -800 kv +800 kv Ou? -800 kv +800 kv 6 pulsos 6 pulsos 12 pulsos -800 kv -800 kv
Transmissão em + 800 kv Fabricação nacional ou importada? (custos estimados) Conversoras (100 %): sem eletrodo e pátio CA Válvulas conversoras (15%) - importado, Transformadores (35%), Controle e proteção (7%) - importado, Filtros (15%) talvez importado Transporte (5%) e Obras civis (23%). Custos totais estimados Bipolo I: 100% Conversoras: 39,5 % Linha: 60,5 % Importado: 8,7 a 14,6 % Bipolo II: 100% Conversoras: 36,3 % Linha: 63,7 % Importado: 8 a 13,4 %
Transmissão em + 800 kv Linhas de transmissão 6 x CAA 1590 MCM MCM
Transmissão em + 800 kv Corredores das linhas de transmissão 500 kv N-S Linhas 800 kv CC
Transmissão em + 800 kv Definição dos elos: conversoras e linhas Solução inicial TRANSMISSÃO LINHA DE TRANSMISSÃO CONVERSORA ALTERNATIVAS L Rpolo 20 o C Rpolo 50 o C Per_bip B De A Para B MCM (km) (Ω/km) (Ω/km) (MW) Pcc (MW) 1 6xBluejay Xingu T.Minas 2140 1113 0,00853 0,00956 228,1 3772 6xLapwing Xingu T.Rio 2439 1590 0,00593 0,00665 180,9 3819 2 6xLapwing Xingu T.Minas 2140 1590 0,00593 0,00665 158,7 3841 6xLapwing Xingu T.Rio 2439 1590 0,00593 0,00665 180,9 3819 3 6xDipper Xingu T.Minas 2140 1351 0,00699 0,00783 186,9 3813 6xDipper Xingu T.Rio 2439 1351 0,00699 0,00783 213,0 3787
Transmissão em + 800 kv Definição dos elos: conversoras e linhas iguais 8.000,00 Custos configurações elos CC R$ milhões 7.000,00 6.000,00 5.000,00 4.000,00 3.000,00 2.000,00 1.000,00 0,00 Investiment o INVERSORA Investiment o LT Custo Perdas TOTAL % 6x1113&6x1590 MCM 2.812,42 4.176,05 366,12 7.354,59 100,0% 6x1590&6x1590 MCM 2.826,39 4.610,26 0,00 7.436,65 101,1% 6x1351&6x1351 MCM 2.815,60 4.352,64 253,71 7.421,96 100,9% Perdas <5% Padronização dos cabos e conversoras Linhas CC: 6 CAA x 1590 MCM Conversoras do Sudeste: 3850 MW
Transmissão em + 800 kv Solução recomendada Jurupari XINGU 500kV Filtro AC 2362 MVA Tucuruí II +800kV CC Polo 1 2000 MW Parauapebas 6x1590 MCM 2140 km Legenda: Futuras instalações de transmissão 2017 Futuras instalações de transmissão 2020 Instalações de transmissão existentes ou com outorga definida Polo 1 1925 MW Terminal Minas Filtro AC 500kV Belo Monte 500kV 18x 611,11MW 2362 MVA Filtro AC Filtro AC Polo 2 2000 MW -800kV CC +800kV CC Polo 1 2000 MW 6x1590 MCM 2140 km 6x1590MCM 2439 km Polo 2 1925 MW Polo 1 1925 MW Terminal Rio 500kV 2362 MVA 2362 MVA Polo 2 2000 MW Polo 2 1925 MW Filtro AC -800kV CC 6x1590MCM 2439 km Filtro AC
Transmissão em + 800 kv Sugestão para divisão dos lotes do leilão Jurupari XINGU 500kV Filtro AC 2362 MVA Tucuruí II +800kV CC Polo 1 2000 MW Parauapebas 6x1590 MCM 2140 km Legenda: Futuras instalações de transmissão 2017 Futuras instalações de transmissão 2020 Instalações de transmissão existentes ou com outorga definida Polo 1 1925 MW Terminal Minas Filtro AC 500kV Belo Monte 500kV 18x 611,11MW 2362 MVA Filtro AC Filtro AC Polo 2 2000 MW -800kV CC +800kV CC Polo 1 2000 MW 6x1590 MCM 2140 km 6x1590MCM 2439 km Polo 2 1925 MW Polo 1 1925 MW Terminal Rio 500kV 2362 MVA 2362 MVA Polo 2 2000 MW Polo 2 1925 MW Filtro AC -800kV CC 6x1590MCM 2439 km Filtro AC
Outros aspectos da solução CCAT CCAT imerso em CAAT : desafio p/operador
Outros aspectos da solução: reforços Tucuruí I Manaus Xingu II 200k m Marabá UHE Marabá Itacaiunas Açailândia Imperatriz P. Dutra 207 km Teresina 334 km Sobral Fortaleza Belo Monte 17 km 410 km Parauapebas 100km 410 km 304 km Miracema Colinas Estreito Gilbues 300 km S. Quebrada R. Gonç. 350 km B. Esperança S.J.P Milagres 5x50 Mvar UHE Riacho Seco L. Gonzaga Sobradinho 400 km Rio Verde 4x954 MCM 345 km 2 x 4000 MW ±800 kv 6 x 1590 MCM 2575 km 6 x 1113 MCM 2050 km Gurupi S.Mesa Peixe S.Mesa II 300 km 243 km Barreir a 200 km BJ.Lapa 232 km Sapeaçu 257 km Marimbondo2 2014-2015 2016-2017 2017-2018 2018-2019 Samambaia 320 km Luziânia Rio das Éguas 350 km Pirapora 370 km Ibicoara Itabirito2 4x954 MCM 300 km Bauru 370 km Araraquara 3800 MW Estreito Sta Barb. Sumaré 240 km CD 4x954 MCM 330 km 330 km C.Paulista S.Cruz Assis Cabreuva B. Jardim 198 km 2015-300 a 300 Mvar Campinas Itatiba 138kV 52km 86 km Ibiuna 3x 1200M VA Fernão Dias 440kV 340 km 500/440 kv 900 MVA Taubaté 3800 MW N.Iguaçu Angra S.Jose Grajaú
FIM