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Curitiba 7 Maio 2014
Claudio Lima
Geração Distribuída
e Smart Grid Cenários Nacional/Internacional
Copyright © 2014 C Lima
Smart Grid
Smart Community
Gestão & Automação da Energia, Água, Gás…
Gestão & Automação de “Coisas” & “Objetos”
Gestão & Automação de Processos Públicos/ Governo (do Cidadão) M
ult
i-A
gen
tes
Des
cen
tra
liza
do
s,
Inte
ligên
cia
Dis
trib
uíd
a
Internet of Things (IoT)
Bilhões de sensores, dispositivos,
conexões Gestão da Informação, Dados
• Inteligência distribuída/ sistemas multiagentes descentralizados • Cloud-based computing • Data Análico
Evolução e Enquadramento de Conceitos
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Smart City
M2M-Machine-to-Machine
GD
GÁS
ÁGUA
ELETRICIDADE
Conceito Multi-Utility Integrado
GD-Geração Distribuída
Smart Energy
Automação na Distribuíção Infraestrutura Avançada de
Medição (AMI)
Redes Residenciais (HAN)
Recursos Energéticos Distribuídos Conectados à Planta (DER)
(solar, éolica, biodiesel, gestão da carga, armazenamento)
Veículos Elétricos
Uso de PMU, Sincrofasores nas Redes de Transmissão
Ho
je
Fu
turo
Justificação do Modelo de Negócio Operação
GD- Micro-Mini Geração Distribuída / Fase 1
Méd
io P
razo
Armazenamento de Energia
Automação na Substação
3
Roadmap do Smart Grid: O que faz Sentido?
Justificação do Modelo de Negócio Comercial
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Brazilian Smart Grid: Reference Architecture P
hys
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curi
ty
Cyb
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Secu
rity
Generation & Transmission (G&T)
Transmission & Distribution Substation Distribution Producer/Consumer C.Lima @ 2014
REI-BR-2030
ServiceProvider
DemandResponseAggregator
DistributedEnergyAggregator
EnergyManagement
GD
GD no Contexto de Redes Elétricas Inteligentes (REI)
Módulo FV Inversor Interativo
Combinador DC (string box)
DSV DPS Cabos,
Conectores
Suportes de Fixação
Medidor Net
Metering
* Mapeamento da Cadeia Produtiva de Redes Elétricas Inteligentes (Projeto ABDI @2014) componentes TIC (inovação,
padronização)
Principais Sub-Sistemas da Cadeia de Redes Elétricas Inteligentes
Principais Elementos da Cadeia de Geração Distribuída
Inversor de “string” e Centralizado (1-5k, 10-30kW, 50-100kW, 100-500kW, 1MW, etc)
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CA
DEI
A P
RO
DU
TIV
A
IND
UST
RIA
L
Normatização Brasileira de Geração Distribuída
ABNT NBR 16274
Sistemas fotovoltaicos
conectados à rede
Requisitos mínimos
para documentação,
ensaios de
comissionamento,
inspeção e avaliação de
desempenho
Sistemas
fotovoltaicos (FV)
Características da
interface de
conexão com a
rede elétrica de
distribuição
ABNT NBR 16149
6 Abr 2014
Instalação, Comissionamento & Inspeção
1 Mar 2014
Interface com a Rede Elétrica
Sistemas
fotovoltaicos
Classificaçã
o
ABNT NBR 11704
21 Fev 2008
Classificação
Sistemas fotovoltaicos
(FV) — Características
da interface de
conexão com a rede
elétrica de distribuição
— Procedimento de
ensaio de
conformidade Procedimentos de Ensaios na Interface de Conexão
ABNT NBR 16150
4 Abr 2013
6 Abr 2012
Procedimento de ensaio de
anti-ilhamento para
inversores de sistemas
fotovoltaicos conectados à
rede elétrica
ABNT NBR IEC 62116
Procedimento de Ensaio Anti-Ilhamento
data da vigência da norma
ABNT NBR 10899
4 Dez 2013
Energia
solar
fotovoltaica
Terminologi
a
Terminologia
NR 10 SEGURANCA EM INSTALACOES E SERVICOS EM ELETRICIDADE
19 Abr 2012
PRODIST Módulo 3
Procedimentos de
Distribuicao de Energia
Eletrica no Sistema
Eletrico Nacional –
PRODIST Modulo 3 –
Acesso ao Sistema de
Distribuicao
Rev. 4 (482/2012)
NR 35 TRABALHO EM ALTURA
Procedimentos de Distribuição de Energia
Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR)
Altera a Resolução
Normativa nº 482, de 17
de abril de 2012, e o
Módulo 3 dos
Procedimentos de
Distribuição – PRODIST
RN 517
RN 482
17 Abr 2012
Estabelece as
condições gerais para
o acesso de
microgeração e
minigeração distribuída
aos sistemas de
distribuição de energia
elétrica, o sistema de
compensação de
energia elétrica, e dá
outras providências Micro e Minigeração Distribuída
11 Dez 2012
ABNT CB3 CE-82.1 “Sistemas de Conversão Fotovoltaica de Energia Solar” do COBEI
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FASE 1 Primeiras Instalações
Net Metering com DSV
• ANEEL RN 482/517 • Eco-cliente • Fase de aprendizado • Preparo operacional pelas concessionárias • Primeiras Normas ABNT • Inmetro PBE Módulos PV • Inversor sem Homologação • Sem incentivos, redução tributária limitada
Desafios Técnicos
Operacionais
Despacho de GD Agregado & Controle e Atuação Remota de Inversores coordenado com elementos de rede (religadores)
Integração de recursos distribuídos e cenário de penetração elevado
Funções Avançadas e Comunicação com a Rede
2012-2014
FASE 2 Conciência de Conservação de Energia
• Norma de instalação ABNT • Associações ABSOLAR, etc • Modelamento Econômico-Financeiro • Normas de Segurança NR 10 e 35 • Primeiras Linhas de Crédito • Finame/BNDES • Participação do Governo na Cadeia Produtiva do GD/REI (ABDI) • Homologação de Inversores • ANEEL Revisão RN 482
2014
Net Metering sem DSV
Inversor Interativo (monitoração) sem visibildiade e controle operacional
Inversor Inteligente (monitoração e controle) com visibildiade e controle operacional
FASE N GD no Contexto de Rede Elétrica Inteligente
Penetração de GD
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<5% ~10-15%
Cenário Evolutivo da GD no Brasil
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Inversor inteligente tem capacidade de se adaptar às
condições operativas quando o sistema está conectado
ao ramal da concessionária de energia
GD RED/GD
IEEE 2030, IEEE 2030.2, IEEE 1547 Series, IEC
Estágio Atual
Estágio Futuro
Copyright IEEE C. Lima
DG, DER Customer DG, DER
Geração Distribuída no Contexto do IEEE 2030
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Centro de Operação e
Controle
FAN
Medidor Inteligente
FAN: Field Area Network (aka rede SCADA) DAP: Distributed Access Point (aka Concentrador) NAN: Neighborhood Area Network (aka Rede AMI Last Mile) GD/RED: Geração Distribuída/Recursos Energéticos Distribuídos Dispositivos de Campo: FTUs (Religadores, Banco de Capacitores), Sensores, Transformadores, Medidores de Trafo, Chaves/Taps, etc.
Dispositivos de Campo
DAP NAN
Sistema AMI
Au
tom
ação
na
Dis
trib
uíç
ão
Distribuição
Subestação GD/RED
Backhaul/ WAN
IEEE 2030
Arquitetura Referencial de SG com GD
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Smart Grid-GD/RED
Arquiteturas Avançadas de GD/RED-REI
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Unidade de RD
Unidade de RD
Unidade de RD
DR Grande >1MW (usinas FV, autoprodutor, etc) DR Médio 100-1MW (ANEEL RN 482 Minigeração) DR Pequeno < 0-100kW (ANEEL RN 482 Microgeração)
BEMS Controlador de RD
CARGA
RD Recurso Distribuído PCC Ponto de Conexão Comum BEMS: Building Energy Management System
Ponto de Conexão de RD
Ponto de Conexão de Carga
Concessionária de Distribuição
Agregador de RD
Operador de RD Mantenedor
de RD PCC
Arquitetura de Referência para Interconexão de RD (IEEE)
Área Local
Inclui Controle e Gestão de GD, Sistema Armazenamento de Energia (SAS), IVE (Infraestrutura de Veículo Elétrico), Despacho e Controle de Cargas
Automação Dinâmica em Tempo Real com RED
VPP (Virtual Power Plant) Planta Virtual
Centro Integrado de Operação Independente de VPP
Controle, Despacho Remoto de RED/GD cliente
(cargascrí cas)
cliente(cargascrí cas)
cliente(cargascrí cas)
cliente(cargascrí cas)
cliente(cargascrí cas)
Evolução da Micro, Mini GD
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Evolução e Status do Smart Grid no Brasil
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Blocos Estruturantes do PBRI Smart Grid
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Programa do Governo Brasileiro de Smart Grid
Mapeamento da Indútria Nacional e Internacional: Concessionárias, Empresas e ICTs
Normas Técnicas, Padrões e
Regulamentos
Tendências, Modelos de Negócios e Tecnologias
Análise Econômica-
Financeira da Cadeia Produtiva
4 Workshops Nacionais e 1
Seminário Nacional
Proposição de Políticas Públicas
em Smart Grid
Medição Inteligente, Automação na Distribuição, Geração Distribuída, etc
TIC Tecnologia da Informação e Comunicação
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Geração Distribuída
Geração Distribuída
Geração Distribuída
Relatórios de Smart Grid Brasil-EU
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Experiências Internacionais em GD – Missões Brasileiras
Missões Europa, Japão em Redes Elétricas Inteligentes (REI), Geração Distribuída GT Grupo de Trabalho do Governo Federal em Smart Grid/Smart City (coordenados pela ABDI)
Unidades de Geração Distribuída
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Solar Fotovoltaico: Capacidade Instalada Mundial
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Mercados Internacionais Liderança para Alemanha, EUA, Japão e China
Solar Fotovoltaico: Mercados dos EUA vs. Alemanha
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Primeira vez nos últimos 15 anos
O mercado dos EUA de solar fotovoltaico superarou o Alemão em 2013
2013
A fonte solar fotovoltaica nos EUA é a segunda maior em capacidade de geração de energia elétrica em 2013, atrás apenas ao gás natural
Solar Fotovoltaico: Mercado dos EUA
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Desde começo 2011 o preço médio de sistema fotovoltaico caiu 60% (devido ao aumento da oferta global)
930MW foram instalados em Q3 2013 com um aumento de 35% comparado com Q3 2012
Solar Fotovoltaico nos EUA
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Solar Fotovoltaico nos EUA
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Solar Fotovoltaico nos EUA
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Claudio Lima, BIO
• Vice Chair e Autor do Padrão Técnico Internacional de Smart Grid IEEE 2030 (EUA) • Membro Eleito por 2 anos do U.S. NIST-SGIP Smart Grid Architecture Council (EUA) • CTO Global de Smart Grid da Huawei Technologies (China, 2010-2011)
• Criador do Smart Grid Council (inovação em Smart Grid) no Silicon Valley na California
• Coordenador Técnico do Programa de Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid) do Governo Federal para o Desenvolvimento de Políticas Públicas Industriais e Cadeia Produtiva Nacional (liderado pela ABDI) • Consultor Internacional de Projetos de P&D ANEEL (Smart Grid, Geração Distribuída)
• Coordenador do Governo Federal do Programa de Cooperação Brasil-União Européia em Smart Grid e Consultor do Governo Federal do Programa de Cooperação Brasil- Japão em Smart Grid, Eficiência Energética, Geração Distribúida e Smart City • Palestrante na Audiência Pública Sobre Redes Elétricas Inteligentes na Câmara dos Deputados (CME-Comissão de Minas e Energia), Palestrante da ANEEL no Workshop de Geração Distribuída (Brasília), Membro do GT-Grupo de Trabalho do Governo Federal em Smart Grid/Smart City • Ph.D. em Engenharia Eletrônica (Inglatera UKC), Mestre em Engenharia Elétrica Unicamp, MBA Executivo Dom Cabral.
Copyright © 2014 C Lima
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