Principais desafios e melhores práticas voltadas á operação na visão do ONS

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1 Principais desafios e melhores práticas voltadas á operação na visão do ONS Flávio Guimarães Lins Gerente de Pré-operação e Tempo Real do ONS/COSR-NE Natal-RN, 27 de junho de 2017

2 Sumário Os Centros de Operação do ONS Panorama Mundial da Geração Eólica Geração Eólica no Brasil Características da Geração Eólica Operação de Usinas Eólicas Apresentações de Casos das Regiões Nordeste e Sul do Brasil Previsão de Geração Eólica Acompanhamento da Geração Eólica Boletim do ONS Energia Solar Fotovoltaica na Região Nordeste Conclusões 2

3 Os Centros de Operação do ONS

4 Os Ambientes Operativos do ONS 4

5 Principais Funções dos Centros de Operação - Tempo Real Controle de Tensão Controle de Carregamento Controle da frequência Controle de limites (Transferência de energia entre regiões, p/ ex) Manutenção da estabilidade do Sistema Recomposição do Sistema 5

6 Panorama Mundial da Geração Eólica

7 Panorama Mundial da Geração Eólica Fonte: Relatório, 10/02/17, do Global Wind Energy Council - GWEC Statistics

8 Panorama Mundial da Geração Eólica Potência Instalada de Geração Eólica por ano Visão por Região Fonte: Relatório, 10/02/17, do Global Wind Energy Council - GWEC Statistics

9 Geração Eólica no Brasil

10 Geração Eólica no Brasil Matriz Elétrica 2017 a 2021 Fonte: ONS 10

11 Localização das Usinas eólicas no Brasil PI CE RN PE BA RS SC Fonte: Aneel 11

12 Capacidade instalada (MW) de Geração Eólica no Brasil Eólicas que se relacionam com o ONS SIN Dados abril/ Fonte: ONS 12

13 Capacidade instalada (%) de Geração Eólica no Brasil Eólicas que se relacionam com o ONS PI 10% PE 6% SC 2% RN 33% CE 15% RS 17% BA 17% Dados abril/2017 Fonte: ONS 13

14 Recordes de Geração Eólica Potência - MW (Instantâneo) Data/hora MW Nordeste 06/11/16 às 09h Sul 08/04/17 às 21h Brasil 11/10/16 às 08h Energia MW médio Data/hora MW médio Nordeste 05/11/ Sul 08/04/ Brasil 13/09/

15 Recordes de Geração Eólica Percentual de participação na Carga (Instantânea) Data/hora Participação na carga (%) Nordeste 02/10/16 às 08h00 71 Sul 17/07/16 às 04h00 22 Brasil 02/10/16 às 07h00 15 Percentual de participação na Carga (médio) Data/hora Participação na carga (%) Nordeste 06/11/16 57 Sul 09/04/17 16 Brasil 02/10/

16 Geração Eólica como Fonte de Energia , ,68 País FC (%) Reino Unido 34 Dinamarca 34 EUA 31 Portugal 28 Canadá 27 Espanha 24 Alemanha 24 França 23 Índia 20 Itália 19 China 16 Fonte: ONS Fonte: MME 16

17 Geração Eólica como Fonte de Energia Fator de Capacidade por Região NE 15 44,65 NE 16 43, FC 2º Semestre NE ,75% ,30% S 15 22,28 S 16 23,94 0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez NE 15 SUL 15 NE 16 SUL 16 Fonte: ONS 17

18 Geração Eólica como Fonte de Energia Fonte: ONS 18

19 Inserção da Geração Eólica no SIN Tempo em que a geração eólica foi maior do que o percentual apresentado da carga. Fonte: ONS 19

20 Inserção da Geração Eólica na Região Sul Tempo em que a geração eólica foi maior do que o percentual apresentado da carga. Fonte: ONS 20

21 Inserção da Geração Eólica na Região Nordeste Tempo em que a geração eólica foi maior do que o percentual apresentado da carga. Fonte: ONS 21

22 % atendimento à carga do Subsistema Nordeste jan-12 mar-12 mai-12 jul-12 set-12 Inserção da Geração Eólica na Região Nordeste nov-12 jan-13 mar-13 mai-13 jul-13 set-13 nov-13 jan-14 mar-14 mai-14 jul-14 set-14 nov-14 jan-15 mar-15 mai-15 jul-15 set-15 nov-15 jan-16 mar-16 mai-16 jul-16 set-16 nov-16 90% 80% 70% 60% Atendimento à carga do Subsistema Nordeste por fonte de geração Eólica Hidráulica Intercâmbo Térmicas 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% Fonte: ONS 22

23 Influência da Geração Eólica no Recebimento de Energia pela Região Nordeste 23

24 Energia Armazenada no Subsistema Nordeste 18,3% em 25/06/17 24

25 Volume útil do Reservatório de Sobradinho 12,28% em 25/06/17 25

26 Influência da Geração Eólica no Recebimento de Energia pela Região Nordeste Meses com alta incidência de Queimadas nas Interligações Norte/Nordeste; Norte/Sul e Sudeste/ Nordeste Recebimento de Energia pela Região NE 26

27 Influência da Geração Eólica no Recebimento de Energia pela Região Nordeste 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00: Geração Eólica do NE x Recebimento pelo NE Dia 05/11/ Das 11h25 às 17h12 houve 16 desligamentos nas interligações 500 kv Norte/Nordeste e Norte/Sul, sem consequências para o SIN Total eólica NE Recebimento pelo NE 27

28 Alocação de folga e reserva de geração Dia 13/09/2016 FC = 68% Dia 15/05/2017 FC = 17% Alocação de folga e reserva de geração para suprir a alta variabilidade das eólicas 28

29 Características da Geração Eólica

30 Características da Geração Eólica - Variabilidade 30

31 Características da Geração Eólica - Variabilidade 31

32 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 Características da Geração Eólica - Variabilidade 5000 Geração eólica total da Região Nordeste dia 13/05/ MW. Equivalente a Usina de Xingó

33 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 Características da Geração Eólica - Previsibilidade Geração Eólica Total da Região Nordeste dias 14 e 15/05/ Aprox MW /mai 15/mai 33

34 Apresentação de Casos das Regiões Nordeste e Sul do Brasil

35 Controle de Carregamento Complexo Igaporã/Pindaí II Sudoeste da Bahia (Configuração antes da entrada da SE 500/230 kv Igaporã III) Potência instalada Limite 1684 A (670 MW) 1051 MW 35

36 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 Controle de Carregamento Controle de carregamento na LT 230 kv Igaporã II/Bom Jesus da Lapa II Controle de Potência Ativa solicitada pelo ONS /out 01/nov Limite da LT IgaporãII/Bom Jesuas da Lapa II 36

37 Complexo Igaporã/Pindaí II Sudoeste da Bahia (Configuração após a entrada da SE 500/230 kv Igaporã III) Controle de Carregamento 37

38 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 Controle de Carregamento Complexo Igaporã/Pindaí II Sudoeste da Bahia (Configuração após a entrada da SE 500/230 kv Igaporã III) 1000 Geração no complexo Igaporã /06/ /10/ /11/2016 Limite 38

39 Controle de Carregamento Controle de carregamento da LT 230 kv Quinta-Pelotas 3 considerando a perda da LT 230 kv Povo Novo Camaquã 3 com uso do Organon. Conjunto Eólico Santa Vitória do Palmar (583 MW) Linha a ser monitorada 39

40 Controle de Carregamento Região de segurança logo após o desarme da LT Povo Novo Nova Santa Rita indicando violação do limite térmico em caso de uma próxima perda. 40

41 Controle de Carregamento Região de segurança após a primeira solicitação de redução de geração eólica. Ponto de operação ainda com violação do limite térmico 41

42 Controle de Carregamento Região de segurança após a segunda solicitação de redução de geração eólica. Ponto de operação seguro. 42

43 Controle de Tensão Mvar Conjunto Eólico Livramento - 13/03/2016 (Domingo) 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:

44 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 Controle de Tensão 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 Potências ativa e reativa no Conjunto Eólico - Igaporã II Dia 01/11/ Fornecimento de Potência Reativa Absorção de Potência Reativa Absorção de Potência Reativa MW Mvar 44

45 Previsão de Geração Eólica

46 Requisitos de Telessupervisão Sub Módulo 2.7 Requisitos de Telessupervisão para a Operação As seguintes informações relativas à central geradora eólica devem ser obtidas e transferidas para o(s) centro(s) de operação do ONS: (i) Velocidade do vento (à altura do eixo de um dos aerogeradores) em (m/s); (ii) direção do vento (à altura do eixo de um dos aerogeradores) em graus em relação ao norte verdadeiro; (iii) pressão atmosférica em pascal (Pa); (iv) temperatura ( C).... Centrais geradoras de um forma geral:...número de máquinas disponíveis e sincronizadas em operação, em cada grupo de máquinas. Importante destacar a qualidade da informação 46

47 Previsão de Geração Eólica Geração verificada (CCEE, PI) Eliminação dos dados espúrios de geração verificada Programação Vento verificado (EPE, PI) Eliminação dos dados espúrios de vento verificado Tempo Real Monta melhor histórico de geração verificada Monta melhor histórico de vento verificado Vento previsto (ETA, GFS, ECMWF) D,..., D+3 Geração verificada online (PI) para os parques eólicos Filtro de geração e vento verificados Modelos de previsão de geração eólica Combinação das previsões Previsão de geração eólica (D, D+1, D+2, D+3) Correção do vento previsto Modelos de previsão de geração eólica para tempo real Adaptação da geração por ponto de conexão Previsão de geração eólica atualizada a cada 30 min 47

48 Previsão de Geração Eólica Previsão em Tempo Real (Tendência da Geração Eólica) Para o Total de Eólica, o sistema detecta, para o instante atual, qual a melhor previsão e calcula uma projeção da tendência de geração. A curva de tendência utiliza um algoritmo de otimização da persistência, que lhe atribui maiores pesos nos instantes iniciais e, posteriormente dá maior peso à melhor curva de previsão. 48

49 Previsão de Geração Eólica Curva de acompanhamento do intercâmbio: A tendência do intercâmbio é calculada em função do resultado da tendência da geração eólica. Essa curva pode ser confrontada com o limite estabelecido pelo normativo (também é calculada uma estimativa) e com o valor programado. 49

50 Previsão de Geração Eólica Dia 15/11/2016 Projeção às 07h30 de geração eólica abaixo da prevista em 700 MW 50

51 Previsão de Geração Eólica Dia 15/11/2016 Geração térmica redespachada acima do PDP Geração hidráulica redespachada acima do PDP 51

52 Previsão de Geração Eólica Dia 17/11/2016 Projeção às 12h00 de geração eólica acima da prevista em 100 MW Geração Hidráulica redespachada abaixo do PDP 52

53 Acompanhamento da Geração Eólica

54 Boletim de Acompanhamento da Geração Eólica Cenário Nacional Mensalmente o Centro Nacional de Operação do Sistema - CNOS emite um boletim com informações consolidadas da geração eólica em todo o Brasil. Este boletim é disponibilizado no endereço: acao_eolica/ 54

55 Boletim de Acompanhamento da Geração Eólica Cenário Nacional 55

56 Energia Solar Fotovoltaica na Região Nordeste

57 Energia Solar Fotovoltaica Região Nordeste Dia típico 29/05/16 Conjunto Cap. Inst. (MW) Tacaratu 10 Lapa 65,6 Bom Jesus 65,6 Ituverava 196 Total 337,2 Em operação 225,2 57

58 Energia Solar Fotovoltaica Região Nordeste Geração solar na Região Nordeste dias 29/05 e 25/06/17 58

59 Energia Solar Fotovoltaica Região Nordeste 07/06/17 Testes de controle de Potência Ativa Testes de controle de Potência Reativa 59

60 Energia Solar Fotovoltaica Região Nordeste Restrição de geração devido sobrecarga no ATR da SE BJD - 13/06/17 60

61 Conclusões

62 Conclusões A geração eólica tem sido uma das principais fontes de energia elétrica para o Sistema Interligado Nacional, em especial para a Região Nordeste. Como fonte de potência, a geração eólica requer ações rápidas de controle devido à forte variabilidade. Portanto, destaca-se a importância da efetiva implantação dos controles adequados de potência ativa e reativa nos aerogeradores (segurança operativa). A reserva de potência operativa é um ponto de atenção importante e deve continuar a ser foco de análises para o seu aprimoramento, devido aos desvios de geração eólica. Importância do aprimoramento dos processos de previsão de ventos e de geração eólica para o planejamento, programação e para a Operação em Tempo Real. 62

63 Conclusões Destaca-se o alto fator de capacidade das usinas eólicas durante os meses típicos de ocorrências de queimadas nas interligações 500 kv Norte/Nordeste, Sudeste/Nordeste e Norte/Sudeste, quando o Recebimento de Energia pela Região Nordeste está, na grande maioria do tempo, em valores reduzidos, favorecendo a segurança operativa. 63

64 Muito Obrigado pela atenção! Flávio Lins Fones: /