IMPORTÂNCIA DA PROGRAMAÇÃO DIÁRIA DA OPERAÇÃO DO
SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL
Criciéle Castro Martins
Acadêmica do Curso de Engenharia Elétrica
Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA
[email protected]
Mauricio Sperandio
Professor do Curso de Engenharia Elétrica
Universidade Federal de Santa Maria - UFSM
[email protected]
Resumo. O Setor Elétrico Brasileiro (SEB)
conta com uma matriz energética com
predominância hídrica, o que acarreta em
um complexo sistema de planejamento da
operação. Tal modelo de planejamento tem
por objetivo encontrar uma solução ótima
de despacho, buscando sempre a
minimização de custos. Atualmente diversas
matérias jornalísticas enfatizam o baixo
nível dos reservatórios e o possível
racionamento de energia. Com baixos
períodos de afluências, as usinas térmicas
são cada vez mais exigidas. Contudo, apesar
do modelo afirmar que as térmicas possuem
condições de abastecer o Sistema
Interligado Nacional (SIN), dados do
Operador Nacional do Sistema (ONS)
diferem do mesmo. Este artigo tem por
objetivo mostrar a situação do SEB atual,
analisando as possíveis restrições do
modelo de despacho.
Palavras-chave: Hídrica; Setor Elétrico
Brasileiro; Planejamento.
1.
INTRODUÇÃO
A atual matriz brasileira de produção
de energia elétrica é composta por um
complexo de usinas hidrelétricas, usinas
termelétricas e outras fontes, centros de
consumo e redes de transmissão de energia
elétrica, no qual compõe o Sistema
Interligado Nacional (SIN). Os processos de
produção de energia possibilitam a entrega e
intercâmbio por quase todo território
nacional sob controle do Operador Nacional
do Sistema (ONS).
O sistema de geração do Brasil é
caracterizado como hidrotérmico, ou seja,
conta essencialmente com geração hídrica e
térmica para abastecimento de seu sistema.
A
predominância
está
em
usinas
hidrelétricas, cerca de 63,02% da capacidade
instalada, conforme dados apresentados pelo
Banco de Informação de Geração da Agência
Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).
Sendo que apenas 25,93% da capacidade,
tem origem térmica imune às incertezas
acarretadas pelos fenômenos naturais [1].
Outros 2,71% são de usinas eólicas, a fonte
que mais cresce em participação nos leilões
de energia nova.
Diversos modelos de otimização foram
desenvolvidos para gerenciamento e
operação dos sistemas de geração. Onde
atualmente o ONS, utiliza o modelo
NEWAVE, este baseado na Programação
Dinâmica Dual Estocástica (PDDE),
desenvolvido pelo Centro de Pesquisa de
Energia Elétrica (CEPEL). O principal
objetivo do ONS na cadeia de suprimento de
energia elétrica pode ser resumido como:
Cadeia de suprimento de energia
elétrica, visando à produção de energia ao
menor custo, com padrões adequados de
segurança e continuidade, o ONS desenvolve
uma série de atividades, que vão desde o
planejamento da operação para os próximos
anos, passando pela programação para os
próximos dias ou semanas, até o controle da
operação do Sistema Elétrico de Potência em
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tempo real, executando nos Centros de
Operação Nacional do Sistema Elétrico [2].
A última etapa do planejamento da
operação antes da operação do sistema em
tempo real é a Programação Diária da
Operação – PDO, onde esta tem por objetivo
a otimização do SIN. Sendo que nesta
programação
diária
consideram-se
disponibilidades
do
parque
gerador
hidrotérmico, bem como da malha da
transmissão de energia [2].
As informações geradas do PDO são
utilizadas para compor o Programa Diário da
Operação Eletroenergético – PDE, que
abrangem informações de caráter energético:
Programa Diário de Produção – PDP, bem
como o Programa Diário de Intervenções –
PDI, que abrange diretrizes para a operação
do SIN, considerando as manutenções
previstas no sistema de transmissão [3].
Diante disso, nota-se a grande
importância do planejamento para que o
sistema elétrico opere com segurança e
confiabilidade. Onde, conforme a situação
atual do setor elétrico, exigência maior de
térmicas, faz-se necessário uma maior
avaliação do setor e o modelo de despacho
utilizado para operação do mesmo.
2. A QUESTÃO HIDROLÓGICA
DO SIN
Várias matérias jornalísticas enfatizam
que fatores climáticos tem afetado o Setor
Elétrico Brasileiro (SEB). De onde vem
também à tona a discussão que o Brasil
possa vir a sofrer com um racionamento de
energia como o ocorrido no ano de 2001 [5]
[9].
Contudo, não somente os fatores
climáticos afetam a característica de
regularização dos reservatórios do sistema
elétrico brasileiro. Outros fatores que
levaram a alteração da regularização dos
reservatórios são o aumento do consumo de
eletricidade e a estagnação ou até mesmo
diminuição
da
capacidade
de
armazenamento.
Como pode ser observado na Figura 1,
apresentada pela Empresa de Pesquisa
Energética – EPE, há de se perceber que ao
longo dos anos o país sofre com a
diminuição
da
capacidade
de
armazenamento frente ao crescimento de
carga. Sendo que os fatos que mais
influenciam para esta situação são as
crescentes restrições socioambientais para a
aprovação e construção de novos
reservatórios, bem com o assoreamento dos
existentes.
Figura
1.
Evolução
da
Capacidade
Armazenamento dos Reservatórios [4].
de
Com isso, há uma maior dependência de
boas afluências, e consequentemente,
aumento da necessidade dos recursos
térmicos para garantir o suprimento de
energia. Consequência disso é que, desde
outubro de 2012, as usinas térmicas vêm
sendo bastante exigidas. O que provoca o
aumento do preço da energia consumida e
faz crescer significativamente a taxa de
emissão de gases geradores de efeito estufa.
De acordo com [5], que fez a análise da
reserva estratégica desde 2004, verificou-se
que, nesses oito anos, perdeu-se o
equivalente a um mês de carga, caindo de 6
para 5 meses
a capacidade de
armazenamento no SIN. O mesmo debate o
fato da construção de novos reservatórios,
como uma possível solução, apontando que:
Bem, se quiséssemos recuperar os 6
meses de carga que tínhamos em 2004,
teríamos que aumentar em 6/5 (120%) a
nossa capacidade de reserva. Isso significa
construir
novos
reservatórios
com
capacidade equivalente a todo o Rio S.
Francisco. Se fosse possível, quando
estivessem prontos, já teríamos que repetir a
dose. Portanto, sem descartar essa
alternativa, a estratégia não vai solucionar o
problema [5].
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Desta forma, para preparar-se para
qualquer condição adversa do setor
energético
seria
necessário
um
sobreinvestimento de uma magnitude que
tornaria a tarifa de energia elétrica
extremamente cara. O fato da exigência
maior da capacidade do potencial hidráulico
acarreta em um esvaziamento mais rápido
dos reservatórios, mesmo em cenários de
afluência média e, consequentemente, maior
exigência térmica e aumento das tarifas
pagas pela energia consumida.
3. A QUESTÃO TÉRMICA E O
MODELO DE DESPACHO
Como já citado anteriormente, o Setor
Elétrico Brasileiro conta com uma
sofisticada cadeia de modelos de despacho,
que objetiva que a energia chegue ao menor
preço possível para o consumidor. O seu
último processo de cálculo está na
Programação Diária da Produção - PDP, que
fornece programas diários de geração
hidráulica, térmica, eólica, bem como
intercâmbios entre os agentes de operação,
servindo como base para os centros de
controle durante a operação em tempo real.
A Figura 2, elaborada a partir de [6],
ilustra o PDP, expressando-se a diferença
entre o quanto as usinas que compõe o SEB
precisam gerar e o quanto realmente
forneceram ao sistema (Verificado), ao
longo de 20 meses.
Figura 2. Programação Diária de Produção X Energia
Verificada.
Observando a Figura 2, pode-se notar
que principalmente as térmicas na maior
parte do tempo não cumpriram a geração
esperada. Entretanto, as hídricas, apesar das
baixas afluências, tiveram que operar acima
do planejado. Já as eólicas contribuem
apenas com 0,7% do despacho programado e
tiveram um saldo positivo de 345,45 MW
médios nos meses de fevereiro a junho de
2014.
A questão a ser analisada diante da
Figura 2 é: porquê as térmicas não cumprem
o esperado de sua geração, apesar dos baixos
níveis dos reservatórios?
Uma das causas possíveis é que o
programa de planejamento energético, (o
NEWAVE), não tem a capacidade de
avaliação da quantidade de recurso térmico
disponível. Em outras palavras, o modelo
“enxerga” o combustível utilizado pelas
usinas termelétricas como sendo infinito,
possuindo todas as termelétricas do SIN a
sua disponibilidade.
Um exemplo que se pode verificar tal
problema do modelo está no despacho das
usinas térmicas de Cuiabá e Uruguaiana.
Estas foram acionadas em caráter
emergencial, no mês de abril de 2014, mas
acabaram sem gerar, por falta de
combustível, sendo este o gás natural. Com a
interrupção das térmicas, o SIN deixou de
receber 730 MW médios, tal volume acaba
exigindo um consumo maior de água dos
reservatórios [7].
De
acordo
com
[8]
existem
aproximadamente 1.492 MW da capacidade
instalada térmica suspensa pela ANEEL.
Segundo a agência, estas usinas não têm
capacidade de operar regularmente devido
aos equipamentos estarem no final da sua
vida útil. É o caso das UTES Alegrete,
Campos, Piratininga, Nutepa e Brasília.
Outro fato que o modelo não considera em
suas simulações de despacho é que a maioria
das termelétricas não foi projetada para
operar continuamente, pois normalmente
eram requisitadas apenas durante o horário
de ponta do sistema, sendo limitadas
principalmente pela capacidade de estoque
de combustível.
Assim como a vida útil dos
equipamentos trás dificuldades na geração
de eletricidade, acarretando na suspensão da
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usina térmica, o tempo que a mesma levará
para manutenção é outro fato que deve ser
tomado como variável que afetará o modelo
de despacho utilizado pelo SIN.
Mario Veiga, da consultoria PSR,
afirma que há um mistério no setor de
energia, referindo-se ao fato dos altos níveis
dos reservatórios nos inícios dos anos 2010 e
2012, terminando com baixos níveis de
hidrologia, exigindo, assim, máxima
capacidade térmica. Segundo ele, as
hidrelétricas estão gastando mais água para o
volume previsto de energia, ressaltando
também o fato de poder haver erros nos
cálculos de capacidade dos reservatórios,
pois estes podem variar se com o decorrer
dos anos, devido ao assoreamento e
sedimentos, diminuindo assim a capacidade
[9].
4. REFERÊNCIAS
[1] ANEEL – Agência Nacional de Energia
Elétrica. BIG – Banco de Informação de
Geração.
2013.
Disponível
em<
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacida
debrasil/capacidadebrasil.cfm>. Acesso em:
21 agos. 2014.
[2] SILVA, R. M. “Gestão de Risco no
Programa Diário de Operação do Operador
Nacional do Sistema Elétrico” 2013, Gestão
de Projetos em Engenharias e Arquitetura,
Brasília, 2013.
[3] ONS, “Programação diária da operação
eletroenergética”.
Disponível
em:
<
http://www.ons.org.br/download/procedimen
tos/modulos/Modulo_8/Subm%C3%B3dulo
%208.1_Rev_1.0.pdf>. Acesso: 1set. 2014.
[4] EPE. Plano Decenal de Expansão de
Energia 2019, Ministério de Minas e
Energia. Empresa de Pesquisa Energética,
Brasília, 2010.
[5] ILUMINA. “Da superfície para as
entranhas do modelo com defeitos
genéticos”.
Disponível
em:
<http://ilumina.org.br/da-superficie-para-asentranhas-um-modelo-com-defeitosgeneticos/>. Acesso: 1 set. 2014.
[6] ONS. “Boletim Senamal de Operação”.
Disponível
em:
<http://www.ons.org.br/resultados_operacao
/boletim_semanal/index.htm>. Acesso: 20
agos. 2014.
[7] ILUMINA. “Sem gás natural, térmicas de
Cuibá e Uruguaiana deixam de gerar
energia”.
Disponível
em:
<http://ilumina.org.br/sem-gas-naturaltermicas-de-cuiaba-e-uruguaiana-deixam-degerar-energia-valor-economico/>. Acesso: 1
set. 2014.
[8] JornaldaEnergia. ”ONS e Aneel “de
olho” nas indisponibilidades térmicas”.
Disponível
em:
<http://www.jornaldaenergia.com.br/ler_noti
cia.php?id_noticia=13829>. Acesso: 1 set.
2014.
[9]
GLOBO.COM.
“Risco
de
Racionamento”.
Disponível
em:
<http://oglobo.globo.com/economia/miriam/
posts/2014/04/18/risco-de-racionamento532995.asp>. Acesso: 1 set. 2014.
[9] FALCETTA. F. A. M., ZAMBON. R. C.
“Evolução da Capacidade de Regularização
do Sistema Hidrelétrico Brasileiro”. XX
Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos,
2013.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através do modelo de planejamento
energético do SEB tem-se a melhor escolha
de energia a ser utilizada sempre
minimizando os custos de operação. Logo,
níveis hidrológicos baixos, acarretam em um
despacho térmico maior.
Tal modelo admite em suas simulações
de previsão de despacho que há o total
funcionamento dos recursos térmicos do
SIN, não considerando, por exemplo,
paradas para manutenção, possível falta de
combustível, vida útil dos equipamentos. Em
consequência disso, pode vir ocorrer falhas,
de modo que, pode ser planejado operar
determinada usina térmica através do
modelo, não podendo então ser despachada
devido algum fator que o mesmo não leva
em consideração. Assim, serão despachadas
usinas hidrelétricas para compensar tal erro.
Diante disso, tem-se que o planejamento
da operação é de fundamental importância,
onde visa sempre aumentar a margem de
segurança da operação energética.
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