Slide - Aula 1 - Introdução 2023-1

Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica Aula 1 Introdução Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Engenharia Elétrica Prof. John Fredy Franco 1 Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 2 ◼ Sistema elétrico de potência brasileiro e aspectos regulatórios; ◼ Características físicas das linhas aéreas de transmissão; ◼ Parâmetros elétricos de linhas de transmissão: Indutâncias, resistência e efeito pelicular, capacitâncias; ◼ Análise de tensão e corrente em linhas de transmissão; ◼ Aspectos gerais de sistemas de distribuição. Conteúdo Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 3 ◼ FUCHS, R. D. Transmissão de energia elétrica: linhas aéreas. Rio de Janeiro: LTC, 1977. 2v. ◼ STEVENSON, W. D. Elementos de análise de sistemas de potência. 2.ed. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1986. ◼ GÖNEN, T. Electric power transmission system engineering: analysis and design. New York: John Wiley & Sons, 1988. ◼ ELGERD, O. I. Introdução à teoria de sistemas de energia elétrica. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1976. ◼ MONTICELI, A. ; GARCIA, A. Introdução a sistemas de energia elétrica. Campinas: Editora da UNICAMP, 1999. ◼ KAGAN, N.; OLIVEIRA, C.C.B.; ROBBA, E.J. Introdução aos sistemas de distribuição de energia elétrica. São Paulo: Edgard Blücher, 2005. Bibliografia Básica Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 4 ◼ MAGNUSSON, P.C.; ALEXANDER, G.C.; TRIPATHI, V.K. Transmission lines and wave propagation. 3.ed. Boca Raton: CRC Press, 1992. ◼ GUILE, A.E. ; PATERSON, W. Electrical power systems. 2.ed. Oxford: Pergamon Press, 1977. 2v. ◼ CLARKE, E. Circuit analysis of AC power systems. New York: John Wiley & Sons, 1943. 2v. ◼ LABEGALINI, P. R..; LABEGALINI, J. A.; FUCHS, R. D.; ALMEIDA, M. T. Projetos mecânicos das linhas aéreas de transmissão. 2.ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2005. ◼ GÖNEN, T. Electric power distribution system engineering. New York: McGraw-Hill, 1986. ◼ BURKE, J.J. Power distribution engineering: fundamentals and applications. New York: Marcel Dekker, 1994. Bibliografia Complementar Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 5 ◼ CIPOLI, J.A. Engenharia de distribuição. Rio de Janeiro: Qualitymark Editora – 1993. ◼ WILLIS, H.L. Power distribution planning reference book. New York: Marcel Dekker, 1997. ◼ REIS, L. B. Geração de energia elétrica: tecnologia, inserção ambiental, planejamento, operação e análise de viabilidade. 3.ed. Barueri: Manole, 2003. ◼ RAMIREZ VÁZQUEZ, J. Centrales eléctricas. 2.ed. Barcelona: CEAC, 1974. ◼ ZOPPETTI JÚDEZ, G. Z. Centrales hidroeléctricas. 3.ed. Barcelona: Gustavo Gili, 1974. ◼ SOUZA, Z. ; FUCHS, R.D. ; SANTOS, A.H.M. Centrais hidro e termelétricas. Rio de Janeiro: Centrais Elétricas Brasileiras, 1983. Bibliografia Complementar Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 6 ◼ I - Provas (MP): Serão realizadas duas provas teóricas referente ao conteúdo da disciplina. As provas teóricas terão notas graduadas de 0 a 10. MP = (2P1 + 3P2) / 5 ◼ II – Trabalhos (MT): Terão notas graduadas de 0 a 10. EPC: Média de exercícios. SEM: média de seminários. MT = 0,6EPC + 0,4SEM ◼ Média Final (MF): MF = 0,9MP + 0,1MT Critérios de Avaliação Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 7 ◼ Haverá uma prova substitutiva ao final do período, versando sobre todo o conteúdo lecionado. A prova substitutiva substitui necessariamente a pior nota obtida nas provas regimentais realizadas( P1 ou P2 ). Após a prova substitutiva, o aluno será considerado aprovado se MF ≥ 5,0 e a frequência for de pelo menos 70% nas aulas ministradas. ◼ Para os alunos que obtiverem MF < 5, haverá um Exame Final, conforme legislação vigente. Neste caso a nota final será dada pela média aritmética simples entre a média do período regular e a nota do exame. Esta prova abrangerá todo o conteúdo ministrado. Critérios de Avaliação Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 8 ◼ A prova será feita de forma presencial. Pode ser totalmente escrita usando lápis, lapiseira ou caneta e respondida em qualquer ordem. Não escrever na carteira. ◼ Deve-se utilizar o banheiro antes da prova de forma que se evite sair no meio da mesma. ◼ As atividades propostas em sala devem ser entregues no final da aula. Demais atividades devem ser entregues na data proposta ou terão redução por dia de atraso. ◼ A presença será conferida em qualquer momento da aula, sendo que esta começa pontualmente no horário programado. ◼ Faltas justificadas são contabilizadas como faltas para o cálculo da frequência. Critérios de Avaliação Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 9 ◼ O sistema arredonda a nota com precisão de décimos. O professor não aumenta décimos sob a justificativa de que a média ficou próxima de 5,0 (ex. 4,9; 4,8). Cada um deve atingir a média com o desempenho mostrado ao longo do semestre. ◼ Embora sejam oferecidas oportunidades de recuperação ao longo do semestre, sendo o processo de avaliação contínuo, a dedicação inicial tem reflexo na nota final. Critérios de Avaliação Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 10 Sistema Elétrico de Potência ◼ Leva a energia elétrica desde as usinas geradoras para os consumidores e industrias. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 11 Sistema Elétrico de Potência ◼ Leva a energia elétrica desde as usinas geradoras para os consumidores e industrias. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 12 Estrutura Básica do Sistema Elétrico de Potência ◼ A estrutura do sistema elétrico de potência compreende os sistemas de geração, transmissão, distribuição e subestações de energia elétrica. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 13 Estrutura Básica do Sistema Elétrico de Potência ◼ Geradores: – Máquinas que permitem a conversão de energia primária (hídrica, térmica, nuclear, eólica, solar) em energia elétrica. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 14 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Subestações − Conjunto de equipamentos de transformação e/ou manobra para dirigir o fluxo de energia no sistema de potência. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 15 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Transformadores − Permitem a mudança no nível de tensão; − Transformadores elevadores ou abaixadores; − Transformadores de potência ou de distribuição. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 16 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Linhas de transmissão − Conectam os grandes geradores às áreas de grande consumo; − Permitem a transmissão de potência em longas distâncias usando alta tensão; − Corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC). Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 17 Sistema Elétrico de Potência ◼ Guerra das Correntes (1880s): AC vs DC – Corrente direta (DC) foi o primeiro padrão em USA (Edison); – Sistemas AC permitiram a transmissão a longas distâncias em alta tensão (Tesla e Westinghouse). Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 18 Sistema Elétrico de Potência ◼ Transmissão AC a 50 ou 60 Hz (e.g. linhas de transmissão que conectam a Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira com o Sistema Interligado Nacional); ◼ Transmissão HVDC: usada em longas distâncias e na interconexão entre países (e.g. conexão HVDC Itaipu entre Brasil 60 Hz e Paraguai 50 Hz, 780 km, 6300 MW, 600 kV). Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 19 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Alimentadores de distribuição − Conectam consumidores industriais de médio e pequeno porte. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 20 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Cargas − Consumem a potência elétrica; − Os consumidores podem ser classificados em tipos: ➢ Industriais; ➢ Comerciais; ➢ Residenciais. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 21 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Tensões Nominais − Transmissão: 750, 500, 230 kV; − Subtransmissão: 138 e 69 kV; − Distribuição primária: 34,5 e 13,8 kV; − Distribuição secundária: ➢ 380/220 e 220/127 V (redes trifásicas); ➢ 440/220 e 254/127 V (redes monofásicas). Geração Subestação Elevadora Subestação Redutora Consumidor de Alta Tensão 69 e 138 kV Consumidor de Média Tensão 13,8 e 34,5 kV Consumidor de Baixa Tensão < 1 kV Consumidor de Alta Tensão ≥ 230 kV Linhas de Transmissão > 230 kV Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 22 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Tensões Nominais − Transmissão: 750, 500, 230 kV; − Subtransmissão: 138 e 69 kV; − Distribuição primária: 34,5 e 13,8 kV; − Distribuição secundária: ➢ 380/220 e 220/127 V (redes trifásicas); ➢ 440/220 e 254/127 V (redes monofásicas). Geração Subestação Elevadora Subestação Redutora Consumidor de Alta Tensão 69 e 138 kV Consumidor de Média Tensão 13,8 e 34,5 kV Consumidor de Baixa Tensão < 1 kV Consumidor de Alta Tensão ≥ 230 kV Linhas de Transmissão > 230 kV Por quê a transmissão é feita em alta tensão? Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 23 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Exemplo 1: Calcular as perdas de potência linha trifásica com tensão nominal 440 𝑘𝑉 e resistência do condutor 𝑅 = 10Ω que alimenta uma carga trifásica de 150 𝑀𝑉𝐴. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 24 Componentes de um Sistema Elétrico de Potência ◼ Exercício 1 Estimar as correntes e as perdas de potência (em % do valor da carga) para uma linha trifásica de 120 𝑘𝑚 e resistência do condutor 𝑅 = 0,15 Τ Ω 𝑘𝑚 quando alimenta uma carga de 25 𝑀𝑉𝐴. Considerar dois casos: a) 𝑉𝑛𝑜𝑚 = 24 𝑘𝑉; b) 𝑉𝑛𝑜𝑚 = 240 𝑘𝑉. Explicar por que o segundo caso apresenta menores perdas Resposta: a) 78,12% b) 0,78% Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 25 Resultados da Operação do SIN ONS: Operador Nacional do Sistema Elétrico HISTÓRICO DA OPERAÇÃO: • CURVA DE CARGA HORÁRIA • DEMANDA MÁXIMA BOLETINS DA OPERAÇÃO: • BOLETIM SEMANAL DA OPERAÇÃO – BSO • BOLERTIM GERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA http://www.ons.org.br/ Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 26 Geração de Energia Elétrica Fonte: ANEEL (Atualizado em: 04/08/2019) https://bit.ly/2IGf4Q0 Capacidade Instalada no Brasil em 2023: 190 GW UHE 54% UTE 24% EOL 13% UFV 4% PCH 3% UTN 1% CGH 1% Fonte: STATISTA (2023) https://www.statista.com/statistics/267358/world-installed-power-capacity/ UTE 55% UHE 15% UFV 11% EOL 10% UTN 5% PCH 2% BIO 2% Capacidade Instalada no Mundo em 2021: 11.040 GW Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 27 Fonte: ONS ONS: Operador Nacional do Sistema Elétrico Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 28 Geração de Energia Elétrica Fonte: ONS Junho/2011 Junho/2022 Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 29 Fonte: ONS ONS: Operador Nacional do Sistema Elétrico Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 30 Sistema de Transmissão Brasileiro Fonte: ONS Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 31 Sistema de Transmissão Brasileiro (2019) Fonte: ONS Jogo dos Sete Erros Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 32 Sistema de Transmissão Brasileiro (2019) Fonte: itaipu.gov.br Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 33 Fonte: ONS Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 34 Geração de Energia Elétrica Semana de 11/02/2023 a 17/02/2023 ONS: Operador Nacional do Sistema Elétrico Subsistema Hidráulica Térmica Eólica Solar Total Sul 7.715,63 557,90 637,85 0,17 8.911,56 7.128,37 529,95 689,40 0,17 8.347,90 Sudeste Centro-Oeste 26.286,93 3.520,48 9,75 113,13 29.930,30 26.021,62 3.616,46 9,75 118,04 29.765,87 Norte 14.457,04 871,71 210,01 0,16 15.538,92 13.988,91 900,46 207,46 0,16 15.096,99 Nordeste 5.573,19 673,69 8.750,88 164,40 15.162,15 5.260,32 664,25 9.488,07 173,92 15.586,55 Fonte: ONS https://sdro.ons.org.br/SDRO/semanal/ Valores - MWmed SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL - SIN - MWmed Produção Hidro Nacional 54.033 52.399 68,87% Itaipu Binacional 7.206 7.298 9,59% Termo Nuclear 1.990 2.009 2,64% Termo Convencional 3.634 3.702 4,87% Eólica 9.599 10.385 13,65% Solar 278 292 0,38% Total SIN 76.739 76.085 100% Intercâmbio Internacional 1.978 1.739 Carga (*) 76.438 76.110 Balanço de Energia - Semanal Valores Verificados - MWmed Verificado Programado Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 35 Geração de Energia Elétrica Fonte: ONS ONS: Operador Nacional do Sistema Elétrico Verificado Programado Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 36 Comparação de Transmissão em Alta Tensão: HVAC vs HVDC ◼ Exercício 2 Usar os dados históricos da operação disponíveis no site do ONS para analisar a demanda máxima do SIN. a) Qual foi o maior valor de demanda em 2022? Em que dia aconteceu? Comparar com o valor correspondente em 2012; b) Qual foi o menor valor de demanda em 2022? Em que dia aconteceu? Comparar com o valor correspondente em 2012; c) Qual é o recorde de demanda no SIN? Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 37 Comparação de Custos na Transmissão: AC vs DC Fonte: https://electrical-engineering-portal.com/analysing-the-costs-of-high-voltage-direct-current-hvdc-transmission Distância de Transmissão Custo do Sistema Subestações de Conversão DC Subestações AC Distância de Equilíbrio Linhas aéreas: 800 km Linhas submarinas: 50 km DC AC Linhas e Subestações Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 38 Comparação de Transmissão em Alta Tensão: HVAC vs HVDC ◼ HVDC é mais eficiente para transferência massiva de energia em longas distâncias com linhas aéreas (e.g. mais de 600 − 1.000 𝑘𝑚). Os sistemas HVDC têm uma capacidade entre 2 e 5 vezes a de uma linha HVAC de tensão similar ◼ Linhas de HVDC têm menores perdas de transmissão em longa distância do que linhas de HVAC ◼ O impacto ambiental do HVDC é menos severo do que o das linhas de CA, já que é necessário menos terreno (tamanho das torres, distâncias de proteção) Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 39 Comparação de Transmissão em Alta Tensão: HVAC vs HVDC ◼ O HVDC tem sido usado para interconectar sistemas AC se não é possível estabelecer ligações AC devido à falta de estabilidade do sistema ou devido a diferenças de frequência nominal dos dois sistemas (conexões entre países, 50 vs 60 𝐻𝑧) ◼ A transmissão HVDC também é usada para cabos submarinos com mais de 50 𝑘𝑚 de extensão, já que a transmissão HVAC é impraticável devido à alta capacitância do cabo ◼ As perdas em um sistema HVDC incluem aquelas que ocorrem na linha e nos conversores AC para DC. As perdas nos terminais do conversor são de 1,0 − 1,5% da potência transmitida, valor baixo comparado às perdas na linha ◼ Como a potência reativa não é transmitida nas linhas DC, as perdas na linha são menores que em AC Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 40 Comparação de Transmissão em Alta Tensão: HVAC vs HVDC ◼ Os equipamentos de conversão AC/DC fazem com que as subestações associadas a linhas DC custem mais ◼ Essa conversão também introduz perdas adicionais ◼ Entretanto, os custos de operação e manutenção de sistemas de alta tensão DC (HVDC) são menores que aqueles de alta tensão AC ◼ A vantagem de custo do sistema HVDC aumenta com a distância, mas diminui com a capacidade do link Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 41 Comparação de Transmissão em Alta Tensão: HVAC vs HVDC ◼ Exercício 3: Calcular as perdas (%) para uma linha de transmissão com R = 0,025Ω/𝑘𝑚 e comprimento 180𝑘𝑚 que fornece potência a uma carga de 750𝑀𝑊. Avaliar duas alternativas: a) Duplo circuito trifásico, tensão nominal 440 𝑘𝑉 (AC). Cada circuito atende metade da carga; b) Três circuitos bipolares (DC), tensão nominal 2 ∙ 440𝑘𝑉 (tensão DC igual ao valor pico da tensão AC: condição de máximo estresse do material dielétrico). Cada circuito atende um terço da carga. 1º circuito AC Fase A Fase B Fase C 2º circuito AC 1º circuito DC + - 2º circuito DC 3º circuito DC + - + - Fase A Fase B Fase C Resposta: a) 0,87% b) 0,58% Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 42 Legislação do Setor Elétrico no Brasil ◼ Decreto 41.019 de 1957; ◼ Decreto 73.080 de 1973; ◼ Lei 8.987 de 1995; ◼ Resolução Normativa Nº 414 de 2010; ◼ Lei 10.438 de 2002; ◼ Resolução Normativa Nº 479 de 2012; ◼ Resolução Normativa Nº 493 de 2012; ◼ Resolução Normativa Nº 733 de 2016. Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 43 Legislação do Setor Elétrico no Brasil ◼ Exercício 4: Estudar os arquivos na pasta compartilhada “Legislação” visando quiz na sala de aula (6 de março, 2pm). Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 44 Organização do Sistema Elétrico Brasileiro EPE Empresa de Pesquisa Energética CNPE Conselho Nacional de Política Energética ONS Operador Nacional do Sistema Elétrico MME Ministério de Minas e Energia ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica CCEE Câmara de Comercialização de Energia Elétrica CMSE Comité de Monitoramento do Setor Elétrico Atividades de Governo Atividades Regulatórias Atividades Especiais Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 45 ◼ Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) − Tem como competência a proposição de políticas e diretrizes relacionadas ao setor energético brasileiro. ◼ Ministério de Minas e Energia (MME) − Responsável pela formulação e implantação de políticas no setor energético, de acordo com as diretrizes do CNPE. ◼ Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE) − Monitora, de forma permanente, a continuidade e a segurança do suprimento eletroenergético, em todo o território nacional; − Acompanhar as atividades de geração, transmissão, distribuição, comercialização, importação e exportação de energia elétrica, gás natural, petróleo e seus derivados, avaliando as condições de abastecimento e de atendimento em horizontes predeterminados. Sistemas de Transmissão e Subtransmissão Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 46 ◼ Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) − Regula e fiscaliza a produção, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica, de acordo com as políticas e diretrizes do governo federal; − Implementar políticas e diretrizes do governo federal para a exploração da energia elétrica e o aproveitamento de potenciais hidráulicos, expedindo os atos regulamentares necessários ao cumprimento das normas legais; − Promove os procedimentos licitatórios para contratação de concessionárias e permissionárias de serviço público; − Gere os contratos de concessão ou de permissão de serviços públicos de energia elétrica; − Dirime as divergências entre concessionárias, permissionárias, autorizadas, produtores independentes e autoprodutores, bem como entre esses agentes e seus consumidores; − Estabelece tarifas para o suprimento de energia elétrica das concessionárias e permissionárias de distribuição. Sistemas de Transmissão e Subtransmissão Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 47 ◼ Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) − Substituiu o Grupo Coordenador para Operação Interligada (GCOI); − Coordena o Sistema Interligado Nacional (SIN); − Planeja e programa a operação e o despacho centralizado da geração, visando a operação ótima (mínimo custo e segura) do SIN; − Supervisiona e coordena os centros de operação de sistemas elétricos; − Supervisiona e controla a operação do SIN e das interligações internacionais; − Contrata e administra os serviços de transmissão de energia elétrica e respectivas condições de acesso, bem como os serviços ancilares; − Propõe a inclusão de reforços nos sistemas existentes a serem considerados no planejamento da expansão dos sistemas de transmissão; − Propõe regras para a operação da Rede Básica do SIN, a serem aprovadas pela ANEEL. Sistemas de Transmissão e Subtransmissão Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 48 ◼ Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) − Responsável pelas transações de compra e venda de energia elétrica; − Promove leilões de compra e venda de energia elétrica, por delegação da ANEEL; − Mantém o registro de todos os Contratos de Comercialização de Energia no Ambiente Regulado (CCEAR) e os contratos dos leilões de ajuste, e da aquisição de energia de geração distribuída; − Registra os montantes de potência e energia objeto de contratos celebrados no Ambiente de Contratação Livre (ACL); − Promove a medição e o registro de dados relativos às operações de compra e venda e dados inerentes aos serviços de energia elétrica; − Apura o Preço de Liquidação de Diferenças (PLD) por submercado do mercado de curto prazo; − Contabiliza os montantes de energia comercializados e a liquidação financeira dos valores decorrentes das operações de compra e venda de energia elétrica realizadas no mercado de curto prazo. Sistemas de Transmissão e Subtransmissão Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 49 Diagrama de Blocos do Sistema Elétrico de Potência GERAÇÃO Transforma energias hidráulica, térmica, etc. em energia elétrica SE Elevadora de Transmissão Eleva a tensão de geração para a tensão de transmissão Sistema de Transmissão Transporta a energia dos centros de produção aos centros de consumo Sistema de Subtransmissão Distribui a energia elétrica em tensão de subtransmissão SE Abaixadora de Transmissão Reduz a tensão de transmissão para a tensão de sub transmissão SE de Distribuição Reduz a tensão de subtransmissão par aa rede de distribuição primária Sistema de Distribuição Primária Distribui a energia em tensão de distribuição primária Transformadores de Distribuição Reduzem a tensão primária para a de distribuição secundária Sistema de Distribuição Secundária Distribui a energia em tensão de distribuição secundária Consumidores em Tensão de Distribuição Primária Consumidores em Tensão de Subtransmissão Consumidores em Tensão de Subtransmissão Consumidores em Tensão de Distribuição Secundária Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 50 ◼ Conversão Convencional ✔ Fontes primárias: hidráulica, combustível fóssil (carvão, petróleo, gás), fissão nuclear; ◼ Conversão Não-Convencional ✔ Solar: células fotoelétricas ✔Eólica: cataventos [Brasil (RS, CE,...), Dinamarca, EUA (Califórnia)] Sistema de Geração Energía Mecânica Alternador ou Gerador Energía Elétrica Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 51 ◼ Sistema de Transmissão − Liga as grandes usinas de geração às áreas de grande consumo. A segurança é um aspecto fundamental para as redes de transmissão; − O nível de tensão depende do país, mas normalmente o nível de tensão estabelecido está entre 230 kV e 1200 kV. ◼ Sistema de Subtransmissão − Recebe energia da rede de transmissão com objetivo de transportar energia elétrica a pequenas cidades ou importantes consumidores industriais; − O nível de tensão está, geralmente, entre 35 kV e 138 kV. Sistemas de Transmissão e Subtransmissão Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 52 ◼ Os níveis de tensão de distribuição são assim classificados segundo o PRODIST: − Alta tensão (AT): Tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou superior a 69 kV e inferior a 230 kV; − Média tensão de distribuição (MT): tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 1kV e inferior a 69kV; − Baixa tensão de distribuição (BT): tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou inferior a 1kV. ◼ A rede BT representa o NÍVEL FINAL na estrutura de um SEP. Grande número de consumidores, setor residencial, é atendido pelas redes em BT, que em geral são operadas manualmente. Sistemas Tensão Nominal (V) Trifásico 220/127; 380/220 Monofásico 254/127; 440/220 Sistema de Distribuição Primária Secundária Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 53 O Sistema Elétrico de Potência como Sistema de Controle Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - Introdução Prof. John Fredy Franco 54 O Futuro do Mercado de Energia ◼ A nova tendência internacional é de liberalização do mercado de energia elétrica com o estabelecimento de comércio de energia on-line. Tecnologia e vontade para isso já existem. A tecnologia, no caso, atende pelo nome de Smart Grid.