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Graduação em Engenharia Elétrica
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
CÓDIGO DA DISCIPLINA: ENE087
PROF. JOÃO ALBERTO PASSOS FILHO
Aula Número: 02
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
2015/02
Curso de “Fundamentos de SEP – ENE087” – Aula Número: 02 – PROF. JOÃO A. PASSOS FILHO – Período: 2016/01
Ementa do Curso
1) Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência
2) Relações entre Tensões e Correntes em Linhas de Transmissão
3) Introdução aos Parâmetros de Linhas de Transmissão
4) Análise de Curto-Circuito
5) Tratamento Matricial de Redes
6) Cálculo Matricial de Curto-Circuito
7) Introdução a Análise de Redes
8) Métodos de Solução de Fluxo de Potência
9) Fluxo de Potência Linearizado 2
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Sistema Elétrico de Potência
• Esquema simplificado de um sistema de potência
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Sistemas Elétricos de Potência
• Conceitos básicos
Por modelo entende-se uma representação através de circuitos
equivalentes e/ou equações matemáticas
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Sistema Real
Modelos
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Sistema Elétrico de Potência
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Características do Sistema Elétrico Brasileiro
Sistema Interligado
Nacional (SIN)
Próximos dos centros de consumo
• Sistema hidrotérmico com predominância de geração hidrelétrica
Normalmente Afastados dos
centros de consumo
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Características do Sistema Elétrico Brasileiro
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Jacui
Porto Alegre
Florianópolis
Curitiba
São Paulo
Rio de Janeiro
Paraíba do Sul
Uruguai
Vitória
Belo Horizonte
Itaipu
Grande
Paranaíba
Paraná/Tietê
Campo Grande
Iguaçu
Tocantins
Belém
São Francisco
Parnaíba
São Luís
Teresina
Fortaleza
Natal
Recife
Maceió
Aracajú
Salvador Cuiabá
Goiânia
Brasília
Paranapanema
Argentina
Cap. Instalada = 88 533 MW
• Hidroelétrica = 68 896 MW – 77.8 %
• Térmica = 17 630 MW – 19.9 %
• Nuclear = 2 007 MW – 2.3 %
Unid. consum. = 54.9 milhões
Produção = 398.3 TWh/ano
Demanda máx. = 60 918 MW
LT – Rede básica = 84 129 km
Fonte: MME/ANEEL (Maio/2005)
Geração 85% Setor público
15% Setor privado
Transmissão 26 conces. (15 privadas)
Distribuição 64 concessões
80% setor privado
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Sistema Interligado Nacional - SIN
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Características do Sistema Elétrico Brasileiro
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Características do Sistema Elétrico Brasileiro
• O Sistema Interligado Nacional (SIN) é um dos maiores
sistemas do mundo com características únicas
• Vantagens dos sistemas interligados
Socorro mútuo entre áreas
Otimização dos recursos energéticos
Menor custo de operação do sistema
• Desvantagens dos sistemas interligados
Operação é mais complexa
Necessidade de um sistema de transmissão robusto e de grande porte
Risco de propagação de defeitos pela rede 10
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Sistema Interligado Nacional - SIN
• Evolução da capacidade instalada hidrotérmica do SIN
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Características do Sistema Elétrico Brasileiro
• Evolução da carga de energia elétrica no SIN
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Características do Sistema Elétrico Brasileiro
• Capacidade instalada por tipo de fonte
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Sistema Interligado Nacional - SIN
• Participação regional na capacidade instalada do SIN
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Sistema Interligado Nacional - SIN
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Receita Anual Permitida
• A Receita Anual Permitida (RAP) é a remuneração que as
transmissoras recebem para disponibilizar o sistema ao
Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e prestar o
serviço público de transmissão aos usuários
• Seu valor, para as transmissoras decorrentes de licitação, é
aquele obtido como resultado do leilão de transmissão e é
pago às transmissoras a partir da entrada em operação
comercial de suas instalações, com revisão a cada cinco
anos, nos termos do contrato de concessão
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Receita Anual Permitida
• O reajuste anual da RAP das transmissoras é realizado da
seguinte forma:
Para as transmissoras que celebraram contrato de concessão até
2006, a RAP é atualizada com base no Índice Geral de Preços do
Mercado (IGP-M) da Fundação Getúlio Vargas (FGV);
Para as transmissoras que celebraram contrato de concessão
assinados a partir de 2006, a RAP é atualizada com base no Índice de
Preços ao Consumidor Amplo (IPCA) do Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE).
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Qualidade da Transmissão
• As concessionárias de transmissão de energia elétrica têm a
qualidade do serviço aferida por meio de indicadores
associados à disponibilidade do sistema de transmissão
• A Resolução Normativa ANEEL nº 270/2007 define os
seguintes indicadores que permitem aferir o desempenho das
concessionárias de transmissão:
Parcela Variável – PV: é a parcela a ser deduzida da receita da
transmissora em função da não prestação adequada do serviço público
de transmissão;
Adicional à RAP: é o valor a ser adicionado à receita anual da
transmissora que apresenta desempenho excelente, com recursos
provenientes exclusivamente da Parcela Variável, deduzida das
transmissoras.
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Sistema Interligado Nacional - SIN
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Sistema Interligado Nacional - SIN
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Sistema Interligado Nacional - SIN
• Evolução da capacidade de armazenamento do SIN
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Sistema Interligado Nacional - SIN
• Comparação entre demanda máxima coincidente e não
coincidente
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Características do SEB
• Comparação com a Europa
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A Estrutura Institucional do SEB
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Análise de Redes – Visão Geral
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Análise de Redes – Visão Geral
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Análise de Redes – Visão Geral
• De onde vem a energia elétrica?
• Depende do instante de tempo considerado
• Serão considerados intervalos típicos com fenômenos
distintos em cada intervalo. É claro que na prática estes
eventos ocorrem de maneira contínua, havendo em geral um
certo grau de superposição entre as várias fases
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Análise de Redes – Visão Geral
• Transitório Eletromagnético (10-3 s)
Nesta faixa de tempo, a energia elétrica suprida à carga adicional vem do
próprio circuito elétrico próximo à carga
Este efeito pode ser perceptível ou não, dependendo do tamanho da carga
Nesta faixa de tempo, pode-se dizer que a nova carga toma parte da energia
armazenada no circuito adjacente
• Transitório Eletromecânico (10-1 s)
Após o impacto inicial, há uma resposta mecânica do sistema. A energia
adicional passa a ser provida pelos rotores dos geradores (e turbinas) que
funcionam como volantes armazenadores de energia cinética
A resposta é vista pela variação da frequência
Sentida por toda a rede interligada
A vantagem, e a desvantagem, de sistemas interligados reside na globalização
dos problemas locais, isto é a transformação de um problema local em um
problema geral; a vantagem está na diluição do problema, que é transformado
em um grande número de problemas menores; a desvantagem está no fato de
todos serem perturbados
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Análise de Redes – Visão Geral
• Atuação do Regulador de Velocidade (1 s)
• Controle de Carga-Frequência-Intercâmbio (101 s a 102 s)
Além do erro de frequência, pelo fato do sistema ser interligado, os
intercâmbios entre as várias áreas nas quais a rede é dividida também
podem ser afetados pelo acréscimo de carga em uma das áreas
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Análise de Redes – Visão Geral
• Redespacho Econômico/Seguro (104 s)
A atuação do controle de carga-frequência nem sempre leva o sistema a um
ponto de operação ótimo do ponto de vista econômico ou em relação a
segurança da operação
Diferença entre sistemas térmicos e hidráulicos
• Planejamento da Operação do Sistema (1 semana ou 1 mês)
Além da definição dos níveis mais econômicos de geração, é necessário
definir quais geradores estarão em operação e quando
• Planejamento da Expansão do Sistema ( 5 a 20 anos)
Acréscimos sucessivos dos níveis de carga acabam levando a necessidade de
se adicionarem novas unidades geradores e novas linhas de transmissão
Deve-se levar em consideração o tempo de construção dos empreendimentos
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