1ONS – A energia que liga o país
Rio de Janeiro, 25/10/2012Hermes ChippDiretor Geral
Desafios à Operação do Sistema Elétrico
XIV Congresso Brasileiro de Energia
2ONS – A energia que liga o país
Sumário
1. Características da Matriz Elétrica
2. Condições de Atendimento Energético
3. Desafios para a Operação do SIN
4. Desafios Metodológicos
3ONS – A energia que liga o país
A Matriz de Energia Elétrica – 2012 a 2016
Tipo2011 2016 Crescimento 2011-2016
MW % MW % MW %
Hidráulica 87.791 78,7 103.447 71,2 15.656 18
Nuclear 2.007 1,8 3.395 2,3 1.388 69
Gás / GNL 9.263 8,3 12.686 8,7 3.423 37
Carvão 1.765 1,6 3.205 2,2 1.440 82
Biomassa 4.999 4,5 6.811 4,7 1.812 36
Óleo / Diesel
4.451 4,0 7.657 5,3 3.206 72
Eólica 1.342 1,1 8.176 5,6 6.834 509
Total 111.618 100 145.377 100 33.759 29
4ONS – A energia que liga o país
Grau de Regularização SIN – PEN 2012
5,6 5,5
5,4
5,1 5,0
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
250.000
260.000
270.000
280.000
290.000
300.000
310.000
320.000
330.000
2012 2013 2014 2015 2016
EA
RM
AX
/CA
RG
A (
me
se
s d
e e
sto
qu
e)*
EA
RM
AX
(M
Wm
ês
)
ENERGIA ARMAZENADA MÁXIMA X GRAU DE REGULARIZAÇÃO
*Estão abatidas a inf lexibilidade térmica e a geração das usinas não simuladas.
Plano Decenal 20202020
5ONS – A energia que liga o país
HVDC
Madeira600 kV DC
Belo Monte 11.231 MW, 2.500 km DC
Complexo do Madeira 6.450 MW, 2.375 km
Necessidade de expansão das interligações inter-regionais e
dos grandes troncos de transmissão receptores
regionais
Necessidade de expansão das interligações inter-regionais e
dos grandes troncos de transmissão receptores
regionais
Integração de usinas a fio d’água distantes dos centros de carga variando de 6.000 a 600 MW (Madeira) e de 11.000
a 1.000 MW (Belo Monte), requerendo intercâmbio mínimo no período seco
500kV AC
Araraquara
440 kV
N. Iguaçu (RJ)
Rio Branco
Araraquara
Rio Verde
Back-to-back 2x400MW
305 km
500 kV
230 kV
+600 kV
600km
A Expansão da Transmissão – Integração de grandes Usinas na Amazônia
6ONS – A energia que liga o país
SUBSISTEMA 2013 2014 2015 2016Sudeste/C. OesteQualquer Déficit 4,8 3,4 2,3 1,3>1% da Carga 3,8 2,8 1,8 1,1Sul Qualquer Déficit 4,4 3,9 2,6 1,8>1% da Carga 3,4 2,9 2,0 1,2Nordeste Qualquer Déficit 1,8 0,2 0,1 0,1>1% da Carga 0,6 0,0 0,0 0,0Norte Qualquer Déficit 1,7 0,5 0,3 0,2>1% da Carga 1,2 0,4 0,2 0,1
As condições de Atendimento no Médio Prazo *Riscos de Déficit (%)
* Plano da Operação 2012/2016 – PEN 2012 (agosto)
7ONS – A energia que liga o país
As condições de Atendimento no Médio Prazo *Custos Marginais de Operação (R$/MWh)
SUBSISTEMA 2013 2014 2015 2016Sudeste/C. Oeste
281,71 210,15 158,15 130,58Sul
275,85 207,54 157,22 133,24Nordeste
218,16 119,13 101,21 89,82Norte
218,51 122,67 102,47 90,05
* Plano da Operação 2012/2016 – PEN 2012 (agosto)
8ONS – A energia que liga o país
Carga que o programa de obras permite atender com os critérios usuais de garantia (riscos de déficit anuais de até 5%)
Carga que o programa de obras permite atender com os critérios usuais de garantia (riscos de déficit anuais de até 5%)
E se houver um maior crescimento da Carga?
Sistema suportaria antecipação do mercado superior a 1 ano a partir de 2014Sistema suportaria antecipação do mercado superior a 1 ano a partir de 2014
55.000
60.000
65.000
70.000
75.000
80.000
2012 2013 2014 2015 2016
Carg
a [M
Wm
édio
]
Carga média anual de energia no SIN - 2012/2016 [MWmédio]
PEN 2012 - Cenário de Referência Mercado de Oferta
Antecipação superior a 1 ano em média
Crescimento 4,6% a.a.
Crescimento 4,6% a.a.
Crescimento 6,1% a.a.
Crescimento 6,1% a.a.
9ONS – A energia que liga o país
SUL - Oferta (MWmed) 2013 2014 2015 2016
UHE TOTAL 6.933 6.945 7.015 7.266
UTE TOTAL 1.374 1.374 1.374 1.374
PCHs, PCTs e UEEs 1.028 1.254 1.291 1.331
OFERTA TOTAL 9.335 9.573 9.680 9.971
CARGA 10.483 10.873 11.278 11.698
BALANÇO (1.148) (1.300) (1.598) (1.727)
LER (1º, 2º e 3º) 54 87 116 116
Balanço com LER (1.094) (1.213) (1.482) (1.611)
Balanço Estático de Garantias Físicas - Sul
Plano da Operação 2012/2016 – PEN 2012 (agosto)
10ONS – A energia que liga o país
~~~~
~~CargaGH
Gernão simuladas
GT
Obs.1: Pior ENA do histórico = 34% MLT.Obs.2: Cerca de 21% MLT no período abr - junho em 2006 e 2009.Obs.3: Considera a indisponibilidade da LT 500 kV C2 Ibiuna-Bateias (limite 7.200 MW rede completa a partir da entrada da LT Foz – Cascavel do Oeste em dez/11)
Importação
Balanço Estático do Sul em Situações CríticasPEN 2012 - Agosto
(MWmed) 2012 2013 2014 2015 2016
Carga 10.106 10.483 10.873 11.278 11.698
GTmax 1.417 1.535 1.511 1.511 1.511
Intercâmbio 5.300 5.300 5.300 5.300 5.300
Não simuladas 907 1082 1341 1407 1447
ENA necessária* 2.482 2.566 2.721 3.060 3.440
% MLT 28% 29% 31% 35% 39%
* Necessária para fechar o balanço (MWmed/%MLT)
11ONS – A energia que liga o país
Constatações
1)Falta estrutural de oferta na região Sul é suprida por importação de energia do Sudeste. Condições hidrológicas adversas em outras regiões e/ou indisponibilidades nas interligações inter-regionais podem limitar a capacidade de exportação para a Região Sul
2)Aumento da exportação do Sudeste mediante expansão da transmissão é recomendável, ainda que não equacione completamente a questão
Deve-se avaliar leilão regional por fonte, em situações especiais
12ONS – A energia que liga o país
Estrutural 2014-2016SE/CO-S
Balanço de Ponta com Inflexibilidade das UTEs
40.000
45.000
50.000
55.000
60.000
65.000
70.000
75.000
80.000
85.000
90.000
MW
MESES
Disponibilidade de Potência com GT Máxima
Disponibilidade de Potência sem GT a Óleo
Demanda Máxima (Com Reserva Operativa)
Demanda Máxima (Sem Reserva Operativa)
Disponibilidade de Potência com GT Inflexível
Oferta Hidráulica
Capacidade Efetiva (Hidro + Term. Total)
(*) Folga para atender à ponta com térmica
(*)
Capacidade Efetiva (Hidro + GT sem Óleo)
GT Complementar p/ atendimento à ponta –aumento do custo de operação
13ONS – A energia que liga o país
OBS: As máquinas adicionais de Três Irmãos são representadas na usina Ilha Solteira Equivalente(*) Fonte: ABRAGE
Recursos para atendimento à ponta - Poços Existentes *
Usina SubsistemaPotência disponível
MW
Cachoeira Dourada SE/CO 105
Curua-una N 10
G.B.Munhoz S 838
Ilha Solteira Eqv. SE/CO 485
Itaparica NE 1000
Jaguara SE/CO 213
Porto Primavera SE/CO 440
Rosana SE/CO 89
São Simão SE/CO 1075
Salto Santiago S 710
Taquaruçu SE/CO 105
Três Marias SE/CO 123
Total usinas com repotenciação 5193
14ONS – A energia que liga o país
Análise Adicional com Poços* (2015/2016)SE/CO-S
(*) foi considerado um recurso adicional de 2.100 MW em 2015, que evolui a 4.200 MW a partir de 2016, sendo esta geração hidráulica considerada como abatimento da demanda a ser atendida
Balanço de Ponta com Inflexibilidade das UTEs
45.000
50.000
55.000
60.000
65.000
70.000
75.000
80.000
85.000
90.000
MW
MESES
Capacidade Efetiva (Hidro + Term. Total)
Disponibilidade de Potência com GT Máxima
Demanda Máxima (Com Reserva Operativa)
Demanda Máxima (Com Reserva Operativa) – Abatida da Injeção de Poços
Disponibilidade de Potência com GT Inflexível
Oferta Hidráulica
GT Complementar p/ atendimento à ponta –aumento do custo de operação
15ONS – A energia que liga o país
1. Proposta para aperfeiçoamento dos leilões de energia A-3, LFA e LER
2. Integração das usinas Eólicas
Questões Relacionadas à Geração
16ONS – A energia que liga o país
Leilões de Energia (A-3, LFA e LER)Proposta para aperfeiçoamento do processo
1. Analisar a possibilidade de adoção do modelo de leilões com a capacidade instalada a ser contratada previamente definida, levando em conta inclusive as eventuais folgas no sistema de transmissão existente
• Possibilidade de estabelecer a expansão necessária do sistema de
transmissão, direcionada para o mínimo custo global
• Possibilidade de definir com maior precisão a tarifa de uso do sistema de
trasmissão para cada ponto de conexão
• Permite estimar previamente o custo das instalações de conexão com
repercurssões positivas em termos do preço da energia a ser ofertada
• Permite implantar as ampliações e reforços do sistema de transmissão
em prazo compatível com a entrada em operação da geração vencedora
no leilão
17ONS – A energia que liga o país
2. Integração da geração eólica – aspectos sendo estudados pelo ONS com apoio de Consultores e Universidades
• Previsão de vento e dimensionamento quali-quantitativo da reserva de potência
• Localização das usinas em pontos onde a rede elétrica é fraca (baixa potência de curto circuito) necessidade de implantação de reforços
• Comportamento dinâmico das unidades geradoras eólicas – em situações de perturbações no sistema elétrico
• Necessidade de reserva adicional de potência nas usinas hidrelétricas
Integração de usinas
18ONS – A energia que liga o país
1. Compatibilização entre os cronogramas de geração e transmissão nos leilões de energia
A-3, LFA e LER
2. Integração das usinas da Amazônia e Eólicas
Questões Relacionadas à Transmissão
19ONS – A energia que liga o país
1. Agilização da implantação dos empreendimentos de transmissão
Criação de GT pelo MME visando à introdução de melhorias no processo
Constituição pelo ONS de grupos de trabalho no âmbito dos estados envolvendo ONS/ANEEL/EPE/Empresas Transmissoras e Distribuidoras com participação das Secretarias de Energia em articulação com os Órgãos Ambientais Estaduais
Compatibilização entre os cronogramas de geração e transmissão nos leilões de energia A-3, LFA e LER
20ONS – A energia que liga o país
2. Integração das usinas da Amazônia e das Eólicas
Avaliação dos impactos decorrentes das intermitências relacionadas à operação em regime normal de grandes montantes de geração eólica regionalizada
Necessidade de recursos extras de controle rápido de tensão nas grandes interligações
Necessidades de recursos de controle o suficiente para possibilitar troca de grandes montantes de geração com mínimo impacto na frequência e tensões da rede
Avaliação dos impactos decorrentes de contingências na rede, especialmente nas interligações, buscando evitar sua propagação
2. Integração das usinas da Amazônia e das Eólicas
Avaliação dos impactos decorrentes das intermitências relacionadas à operação em regime normal de grandes montantes de geração eólica regionalizada
Necessidade de recursos extras de controle rápido de tensão nas grandes interligações
Necessidades de recursos de controle o suficiente para possibilitar troca de grandes montantes de geração com mínimo impacto na frequência e tensões da rede
Avaliação dos impactos decorrentes de contingências na rede, especialmente nas interligações, buscando evitar sua propagação
Integração de usinas
21ONS – A energia que liga o país
Modelos Energéticos
Questões Metodológicas
22ONS – A energia que liga o país
Dificuldades de previsão, em função da incerteza nas variáveis tempo, clima e precipitação, com implicações para o estabelecimento da política energética, mesmo no horizonte de curto prazo (10 dias)
A previsão de vazões já leva em conta alguns desses aspectos
Objetivo aperfeiçoar o processo de previsão, levando em conta a previsão de clima na previsão de vazões
Aperfeiçoamento do Processo de Previsão Climática
23ONS – A energia que liga o país
1. Amostragem: distribui os cenários backward de forma equilibrada, obtendo, com poucos cenários e razoável tempo computacional, uma solução estável. Em uso desde outubro de 2010
2. Reamostragem: com a FCF sendo calculada em uma quantidade maior de estados, a tendência é torná-la mais próxima de uma função contínua. Em desenvolvimento pelo CEPEL, previsão de conclusão até 2013
3. Aversão a risco com CV@R: as decisões a serem tomadas pelos modelos NEWAVE e DECOMP, com CV@R, terão um caráter mais conservador, protegendo o SIN contra situações críticas (combinação linear do valor esperado com séries críticas). Em desenvolvimento pelo CEPEL, com previsão de conclusão em 2013
4. Volatilidade: Objetivo de estudar as causas da volatilidade do CMO/PLD, e propor alternativas para sua mitigação. Decidiu-se pela busca de soluções mais estruturadas, como reamostragem e abertura de cenários a partir da segunda semana no DECOMP (em desenvolvimento)
Uso do modelo NEWAVE
24ONS – A energia que liga o país
FIM
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