análise do prodist –módulo 3 · 2005-09-14 brasília 11 ... • nos pontos 3.3.2 e 4.4.2,...

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Análise do PRODIST Análise do PRODIST –– módulo 3módulo 3

J. Peças Lopes, Manuel Matos,

J. Pereira da Silva, Vladimiro Miranda

INESC Porto - Portugal

2005SET14

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Introdução

• Análise efectuada

– análise geral de consistência interna e organização

– regras e procedimentos propostos

– ponto de vista técnico

– equilíbrio entre a indispensável salvaguarda dos interesses do sistema público

e suas concessionárias e a remoção de barreiras ao acesso ao sistema por

parte dos acessantes, em particular os produtores independentes

• Estrutura

– Apreciação geral do documento

• em termos dos seus objectivos, estruturação e estilo de escrita

– Alguns aspectos gerais

– Aspectos específicos das diversas secções

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Apreciação geral

• Documento em análise bem estruturado

– Satisfaz, de forma geral, os objectivos a que se propõe

– Bastante completo

– Partes devidamente encadeadas

– Não se registam sobreposições, repetições ou contradições de vulto

– Não se detectam formulações geradoras de ambiguidade aos utilizadores

• Texto bem escrito, claro e bem estruturado, de leitura fácil e com uma componente técnica correcta e com o nível adequado aos fins a que se destina

• Elevado interesse e oportunidade da inclusão da Cartilha de Acesso ao Sistema de Distribuição (Secção 3.7 do documento)

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Aspectos de organização

• Seria de encarar a hipótese de alterar a ordem das secções 3.2 e 3.3, colocando em primeiro lugar os procedimentos de solicitação de acesso, que temporalmente precedem as tarefas de projecto

• Existência de três glossários (lista de conceitos básicos)– Secção 3.0 (18 entradas), secção 3.6 (32 entradas), secção 3.7 (118

entradas)

– Sugestão: eliminar os dois primeiros glossários, substituindo-os por uma referência à existência de um glossário geral na secção 3.7

• Referências sobre legislação e outra regulamentação, também poderiam constar de uma lista de referências global

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Aspectos gerais

• Definição de geração distribuída

– A utilização de definições separadas para geração distribuída e

geração embutida não é consensual na literatura internacional

– Actualmente parece consolidar-se a utilização da designação Geração

Distribuída, definida como

• “todas as fontes de energia eléctrica ligadas a redes de distribuição, quer

directamente quer através de instalações de consumidores, podendo

operar em paralelo com a rede ou de forma isolada”

– Na sequência deste comentário, sugere-se que seja encarada, num

âmbito mais alargado do que o deste documento, a adopção de uma

denominação única

– A despachabilidade deve ser declarada expressamente

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Aspectos gerais

• Estudos e regras básicas de conexão– Considera-se muito positivo o facto de se exigirem estudos que suportem os

processos de acesso

– Contudo, exigem-se por vezes estudos que parecem demasiado detalhados e sofisticados para a análise do acesso da GE

• análises em regime transitório, em especial no caso de pequenas instalações de

produção, não só em BT, mas mesmo em MT

– Sugere-se a definição de Regras Básicas com condições técnicas gerais de conexão exigentes

• garantindo a priori o cumprimento das condições de conexão específicas igualmente

previstas no PRODIST - MÓDULO 3

– Os estudos seriam então apenas realizados em situações onde não fossem verificadas as Regras Básicas

– As regras seriam definidas de acordo o nível de tensão, o que permitiria estabelecer regimes simplificados para a Baixa Tensão.

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Aspectos gerais

• Baixa Tensão

– Parece justificado definir, em diversas partes do documento,

procedimentos simplificados para a Baixa Tensão, que poderão estar

implícitos mas nem sempre são verbalizados

• Exemplo: não se encontrou excepção para a Baixa Tensão da imposição

do ponto 2.6.2 da secção 3.2, em relação a sistemas de amortecimento no

cálculo mecânico de linhas

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Aspectos gerais

• Funcionamento em rede isolada

– Muito positivo admitir-se a possibilidade de funcionamento em rede

isolada

• contrariando a opção tradicional conservadora de evitar a todo o custo

esse tipo de exploração

– Necessidade de definição clara das situações em que tal é possível e

quais os requisitos de operação e protecções a exigir

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Análise por secção

• Seção 3.0 - Introdução e Conceituação

• Seção 3.1 - Critérios Técnicos e Operacionais

• Seção 3.2 - Requisitos de Projeto

• Seção 3.3 - Procedimentos de solicitação de acesso

• Seção 3.4 - Implantação de Novas Conexões

• Seção 3.5 - Requisitos Específicos para Operação, Manutenção e Segurança da Conexão

• Seção 3.6 – Contratos

• Seção 3.7 - Cartilha de Acesso ao Sistema de Distribuição

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Seção 3.0 - Introdução e Conceituação

• Sugestão de inclusão de um reforço da parte doutrinária

– Definição de grandes princípios

– Linhas da política geral em relação à produção embutida/distribuída

– Preocupação genérica de garantir o carácter não-discriminatório das

disposições do PRODIST - MÓDULO 3 e de remover barreiras

artificiais em termos administrativos ou técnicos

• Maior clarificação dos prazos e mecanismos de revisão

• Referência à possibilidade de recurso para a ANEEL em situações onde o acordo entre Acessante e Acessada não seja possível

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Seção 3.7 - Cartilha de Acesso ao Sistema …

• 2 - deveria ser incluído o conceito de Ramal de Entrada

• 7.1.2 e 8.1.1 - aparente incoerência de prazos para a informação de acesso (15/30 dias) com a Secção 3.3

• 7.1.2 - definição do prazo de validade difere da do ponto 4.2.1 da Secção 3.3

– Sugestão: substituir as duas definições pela fixação de um prazo no

próprio PRODIST - MÓDULO 3)

• 7.1.3 - não consta o limite de 5 MW (secção 3.3, 4.3.2.1)

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Seção 3.1 - Critérios Técnicos e Operacionais

• Classificação da tensão em adequada, precária e crítica, utilizada nos pontos 3.2.1 e 4.3.3., deveria conduzir à definição desses termos

• Nos pontos 3.3.2 e 4.4.2, sugere-se a discriminação do tipo de estudos específicos complementares a realizar para avaliar o impacto da realização das manobras de ligar e desligar os bancos de capacitores

• Requisitos técnicos para a conexão de usuários com geração embutida (ponto 5), deveriam ser mais detalhados

– Limitação de problemas técnicos ou de segurança da rede acessada e de

outros acessantes

– De acordo com o tipo de sistema de conversão de energia a utilizar,

deveriam ser especificadas condições técnicas especiais

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• A título de exemplo, descrevem-se as condições técnicas definidas regulamentarmente em Portugal [DL 189/88, de 27/5]

– a ligação dos geradores síncronos só poderá ser efectuada quando a

tensão, frequência e fase do gerador a ligar estiverem compreendidas

entre:

Potência do Gerador

Grandezas Até 500 kVA Maior que 500 kVA

Tensão

(tensão da rede 1 p.u.) 0,9 p.u. a 1,1 p.u. 0,92 p.u. a 1,08 p.u.

Desvio de frequência da rede ±0,3 Hz ±0,2 Hz

Fase

(em relação à tensão da rede) ±20 ° ±10 °

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• Ligação dos geradores assíncronos [DL 189/88, de 27/5]

– No caso de ligação directa à rede, a ligação dos geradores deverá ser feita

depois de atingidos 90% da velocidade síncrona, no caso de a potência do

gerador não exceder 500 kVA. Para potências superiores a 500 kVA, a

ligação só deverá ser feita depois de atingidos 95 % da velocidade

síncrona

– Por forma a limitar as quedas de tensão transitórias na rede aquando da

ligação dos geradores assíncronos podem ser utilizados equipamentos

auxiliares adequados tipo soft-starting

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• No caso de ocorrer uma perturbação na rede que leve à desligação da instalação de produção independente, só deve ser permitida a ligação desta instalação depois haver garantia de sucesso na reposição de serviço

– Religação 3 minutos depois da tensão ter atingido pelo menos 80% do seu

valor normal

– Religações dos diferentes geradores temporizadas de pelo menos 15

segundos, excepto máquinas assíncronas

• No caso de ocorrência de ventos muito elevados, a desligação das turbinas de um parque não deve ocorrer simultaneamente

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• Parece excessiva a exigência de realização dos estudos relativos aos modos de oscilação sub-síncrona e a imposição de proceder à instalação de estabilizadores (5.1.8)

• Quando não é admitida a operação em rede isolada, referir quais as protecções cujo ajuste deve ser coordenado para garantir a desligação da GE (5.1.18)

• Não parece adequado considerar que, para instalações de baixa potência, se requeira a utilização de sistemas de monitorização e controlo remoto (5.1.19)

– Recomenda-se que se estabeleça um limite de potência a partir do qual se

requer a instalação deste tipo de sistemas

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• Equipamentos electrónicos

– Tendo em conta a história recente e a evolução previsível da GE, seria

aconselhável incluir disposições relativas à conexão através de

equipamentos electrónicos, considerando possibilidades adicionais de

controlo de frequência, tensão, potência reactiva e resposta a

transitórios

• Aerogeradores

• Painéis solares fotovoltaicos

• Microturbinas

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Seção 3.2 - Requisitos de Projeto

• Em termos conceptuais, esta secção assume por vezes uma posição doutrinária

– Sugere-se uma posição sempre mais regulamentadora, exigindo a

demonstração de que a solução do Acessante respeita normas, disposições

regulamentares e limites de segurança definidos, ou os padrões da Acessada,

em vez de tentar orientar o projecto

• 2.5.1 atribui à Acessada a possibilidade de definir se métodos estatísticos aceites para dimensionamento.

– Preferível fixar condições regulamentares e de segurança das quais depende o

licenciamento, incluindo a exigência de apresentação de determinados cálculos

sem condicionar a forma como o projecto é desenvolvido

• 3.8.3 (pára-raios). A disposição deveria ser mais genérica

– Referir a necessidade de avaliar ou reavaliar a adequação dos pára-raios, em

face das condições técnicas e do nível cerâunico da região

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• Minimização de custos– Estabelece-se a obrigatoriedade de soluções de custo mínimo, incluindo

investimento e perdas (“custo mínimo global”) – nem sempre claramente

– Quando o investimento é realizado pelo Acessante e as perdas constituem um encargo da Acessada, não existe, de facto, um custo mínimo “global”, podendo ser adequado estabelecer requisitos que limitem os encargos com perdas no futuro

• Impacto ambiental– Imposição simultânea do critério de custo mínimo global e da minimização do

impacto ambiental e ecológico (secção 3.2, 2.4.1 e 2.4.2)

– O potencial conflito entre critérios pode criar um impasse regulamentar

• Confiabilidade– Ausência aparente de estudos de confiabilidade, de forma objectivada e

quantificada, associados aos requisitos de projecto

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• Critério do menor custo pode suscitar opções que não são, globalmente, as mais adequadas– (2.4 e 2.5) O critério do custo menor levará a escolha do traçado de menor

comprimento, com possíveis prejuízos noutros critérios, incluindo o impacto ambiental que também (ponto 2.4.2) se pretende minimizar

– Omissas deste artigo questões como condições de segurança e também questões de possível distinto impacto na confiabilidade do sistema

– Sugere-se uma flexibilização do articulado, mencionando a necessidade de tomar em consideração os diversos aspectos relevantes em cada caso

• É possível adoptar formulações do tipo– A escolha do traçado deve obedecer às boas práticas da engenharia e levar em

conta o menor caminhamento, a escolha econômica da estrutura, o acesso às

estruturas, as condições de aterramento, aspectos de segurança de pessoas e

de confiabilidade do sistema de distribuição e ainda aspectos ambientais,

ecológicos e de preservação do património, respeitado o princípio da

racionalidade econômica sem prejuízo do atendimento aos outros critérios num

compromisso equilibrado

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• O articulado do ponto 2.5.5 poderia ser simplificado, eliminando as alíneas e acrescentando algo como “... estabelecidos regulamentarmente”, ou então deverá ser completada, mencionando estradas, cursos de água navegáveis, vias férreas e outros obstáculos para os quais haja regulamentação específica

• No ponto 2.9, saúda-se a preocupação com a realização de estudos de confiabilidade

– Presente articulado é algo vago, em termos de objecto e responsabilidade e um

pouco desenquadrado do resto do documento

– Sugere-se alguma reflexão suplementar em relação a este aspecto essencial

do projecto, traduzida posteriormente em articulado mais objectivo

• Revisão do limite superior de conexão a BT (tabela em 4.3.4.1)

– Previsível aumento da microgeração (redes urbanas e semi-urbanas) com

equipamentos de potência superior a 75 kW

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• Em relação aos requisitos de protecção de interligação da geração embutida enunciados no ponto 4.3.4., a configuração típica (MT e AT) consiste nos seguintes relés:

– Relés de máximo e mínimo de tensão, 27 e 59, respectivamente

– Relés de máximo e mínima de frequência, 81U e 81O, respectivamente

– Relés de máximo de intensidade, com tempos de actuação instantâneos, 50, e

temporizados, 51

– Relés para detecção de defeito à terra com tempos de actuação instantâneos e

temporizados, 50N e 51N, respectivamente (ou Relé de tensão de sequência

de zero ou homopolar, 59N)

• Nas potências mais elevadas, pode ser conveniente incluir outros relés, tais

como de detecção da inversão do fluxo de potência, 32, máximo de intensidade

sensível à sequência inversa, 46, e máximo de intensidade controlados por

tensão, 51V

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• A configuração típica (CIGRE, ainda em fase de edição)

G

59N 27 59 81U 81O

5051

50N51N

52LEGEND

27 Undervoltage50 Instantaneous overcurrent - phase50N Instantaneous overcurrent - Zero seq.51 Time delay overcurrent - phase51N Time delay overcurrent - Zero seq.52 Interconnection CB59 Overvoltage59N Overvoltage - Zero seq.81U/O Under/Overfrequency

HV/MV Substation

MV feeder

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• Protecções sugeridas genericamente de acordo com os princípios básicos

• Recomenda-se a indicação da classificação ANSI

• Demasiado exigente nas potências intermédias (501 kW a 30 MW) em relação às duas últimas protecções da tabela

– Sobrecorrente direccional

– Sobrecorrente com restrição de tensão

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• Participação da GE em funções de CAG, definida no ponto 4.9, deveria ser enquadrado no âmbito de uma gestão hierarquizada da GD, envolvendo a implementação do conceito de centro de despacho de GD

• A participação da GD na regulação primária de frequência deve ser preconizada, definindo-se os patamares e as tecnologias em que tal será possível e adequado

• A participação na regulação secundária exigiria a implementação de uma estrutura de gestão hierarquizada

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• Estrutura de gestão e controlo

Unidade de Controlo TSO

Grupo de Geradores

Clusters de

DE

Grupos Geradores

RES

Requi sitos de Operação :

• Garantia de Fornecimento de quantidades

de energia

• Fornecimento de Serviços de Sistema

(Pot. r eactiva e reservas)

• Minimização de desvios em programas

de produç ão

Requi sitos de Operação :

• Limitação de pot ência a in jectar

• Controlo de tensão e potência reactiva

• Cut - off de emergência (desconexão) por períodos de interrupç ão de se rviço da rede

• Procedimentos de entrada e saída de serviço

coordenados (limitação do gradiente – damping )

Requi sitos de Operação • Operação segura e confi ável

• Máxima produção de energia

Gen 1 , 1 Gen

1 , . 2 Gen

1 , 3 Gen

2 , . 1 Gen

2 , 2

Gen n , n

Cluster s de Grupos Geradores

G rupos de

Gerador Simples

G eradores 1 G rupos de G rupos de G eradores 2 G eradores N

Redução de pertubações na qualidade da onda •

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• Participação da GE na recomposição de área após distúrbio

– Este requisito parece bastante adequado, atendendo às capacidades

que a GE pode disponibilizar

– Sugere-se que se mencione a temporização a impor na religação ao

sistema de distribuição, após o restabelecimento da tensão

• Discussão adicional sobre a robustez da GE aquando da ocorrência de perturbações nas redes eléctricas, (capacidade de sobrevivência a cavas de tensão resultantes de perturbações ocorridas nas redes)

– Objectivo de evitar ou limitar a perda de produção distribuída em

determinadas áreas de rede nestas situações

– Requisito exigido especialmente aos conversores de energia eólica

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• Portugal - “Os centros produtores eólicos com potência instalada superior a 5 MVA, devem poder permanecer ligados à rede para cavas de tensão decorrentes de defeitos trifásicos, bifásicos ou monofásicos sempre que a tensão no lado da rede de distribuição esteja acima da curva, não podendo consumir potência activa ou

reactiva durante o defeito e na fase de recuperação da tensão”.

– Após a eliminação do defeito e início da recuperação da tensão na rede de distribuição, a potência activa produzida deve recuperar de acordo com uma taxa de crescimento por segundo não inferior a 5% da sua potência nominal.”

Capacidade de suportar cavas de tensão na sequência de defeitos trifásicos,

monofásicos e bifásicos

0 ; 0,2 0,5 ; 0,2

0 ; 1

10 ; 0,9

1,5 ; 0,8

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

-2 0 2 4 6 8 10 12tempo [s]

U / U

nominal [pu]

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Seção 3.3 – Procedimentos de solicitação de acesso

• Secção com especial importância para a geração distribuída

– Define as regras que levam à obtenção da autorização de conexão, sem a qual os investimentos realizados pelo produtor carecem de sentido

• A Consulta de Acesso não é muito produtiva para o Acessante

– A reserva que daí resulta apenas se refere a pontos de conexão sem qualquer garantia de capacidade (Secção 3.3 omissa, mas o ponto 7.1.2 da secção 3.7 é bastante claro)

• Sugestão: Indicação de uma potência de ligação conservadora associada a cada ponto de conexão, reservada por um período limitado

– A Solicitação de Acesso é bastante exigente em termos de encargos para o candidato, pelo que a falta de garantia de reserva pode constituir involuntariamente uma barreira ao acesso às redes

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• Pontos de conexão – inconsistências

– 4.1.2 indica que o Acessante “solicita uma avaliação dos pontos de

conexão de seu interesse à Concessionária ou Permissionária de

distribuição, que informará aqueles identificados como viáveis e as

alternativas possíveis para a conexão”

– 4.2.1 refere que é indicado “o melhor ponto de conexão, ou outros

pontos disponíveis com respectivas justificativas”

– Na secção 3.7, ponto 7.1.1, diz-se que “o Acessante deve indicar o

Ponto de Conexão desejado” e (ponto 7.1.2) que a Informação de

Acesso incluirá “o Ponto de Conexão mais econômico entre 3 (três)

alternativas”

– Sugere-se que, ao estabelecer a versão definitiva, se tome em conta o

comentário no final do slide anterior

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• Prazos

– 4.3.2.1 estabelece 12 meses de antecipação para Solicitação de Acesso (em relação à entrada em operação)

– 4.3.3.2 informa que este prazo se refere ao acesso Permanente, alertando também para o risco deste período ser insuficiente

– Sugestão: não definir qualquer antecipação e estabelecer prazos máximos de resposta por parte da Acessada, nas diversas situações

• Estudos

– 4.3.2.3, referem-se os estudos a apresentar pelos Acessantes já conectados para agilizar o processo de análise da Solicitação de Acesso

– Sugestão: definir cenários de operação (períodos húmido e seco, níveis de produção)

– Caracterizar com maior detalhe as perturbações para as quais se pretende que sejam realizados os estudos de estabilidade

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• 4.4.2.4 - a regra (atendimento por ordem da data prevista para o início efectivo da operação) não parece adequada

– O restante articulado transmite a ideia de processos independentes, a serem atendidos por ordem de entrada, no menor tempo possível para a tramitação

– O critério da data prevista para início efectivo da operação presta-se a manipulações

– A consideração de sugestões anteriores em relação a reserva de capacidade e eliminação de prazos definidos por antecipação resolveria esta questão com naturalidade

• 4.4.4 estabelece que o Acessante faz os estudos especiais e especificações de equipamentos para a rede da Acessada

– Seria de rever, em face das dificuldades práticas associadas

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• Dados solicitados nos anexos da Secção 3.3

– Constituem um conjunto bem organizado, coerente e completo

– Dificuldades na obtenção destes dados

• Exemplo: fabricantes dificilmente disponibilizam curvas de amortecimento, curvas Cp

x lambda, diagramas de blocos dos controladores e seus parâmetros)

• Não se define, um esquema padrão para os controladores dos diferentes tipos de

aerogeradores o que dificulta a disponibilização da informação necessária para

efectuar estudos de comportamento dinâmico.

– De referir que os dados solicitados estão muito orientados para geradores de

indução convencionais ou duplamente alimentados

– Pouco detalhada a informação requerida para as máquinas síncronas de

velocidade variável e seus conversores electrónicos

– Deveriam ser solicitados apenas os gráficos de 24 h de potência média

injectada prevista, com uma periodicidade horária, para períodos típicos do ano

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Seção 3.6 - Contratos

• Sobretudo aspectos jurídicos, não abrangidos pela análise realizada pelo INESC

• 6.6.5 - Questão de unidades: “kvarh” (e não “kVAr”)

– correcto no glossário da secção 3.7 (2.52)

– designação “var” é a aprovada pela CEI (IEC)

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Seção 3.4 - Implantação de Novas Conexões

• (sem comentários)

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Seção 3.5 - Requisitos Específicos para …

• (sem comentários)

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Nota final

• O PRODIST é um marco importante para o Sector Eléctrico Brasileiro

• Boa oportunidade para introduzir práticas inovadoras na distribuição, acompanhando a evolução tecnológica e conceptual que se prevê vir a acelerar nos próximos anos

– Despacho da geração distribuída

– Gestão activa de redes

– Micro-geração

– Micro-redes

• IMPORTANTE: Articulação com os restantes módulos

análise do prodist –módulo 3 · 2005-09-14 brasília 11 ... • nos pontos 3.3.2 e 4.4.2,...

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