O impacto da Energia Eólica
na gestão técnica do SEN
VII Jornadas de Engenharia Electrotécnica e
Computadores do IST – 19 de Abril de 2007
Rui Pestana
Gestor do Sistema – Estudos e Desenvolvimento
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Tópicos
• Enquadramento da Eólica no SEN
• Impacto na Geração
– Energia Anual
– Potência
• Impacto na Redes
–
–
–
–
Reactiva & Tensão
Activa & Limites na Geração
Frequência
Incidentes
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Enquadramento da Eólica no SEN
4
Enquadramento da Eólica no SEN
• Têm uma tarifa específica (Gov)
– Garantia de 15 anos (±)
– Após 15 anos
• Preço Mercado (MIBEL)
• Certificados Verdes
• Têm prioridade
– Não é despachável
– Entra na base do Diagrama de carga
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Impacto na Geração
• Energia Anual - PRE
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Energia Anual – Eólica
• Tem uma maior garantia de energia anual que a hídrica
(h/ano)
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Impacto na Geração
• Potência (MW) – Eólica
– Grande volatilidade
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Potência (MW) – Eólica
• Grande volatilidade
– Máximo e Mínima Utilização da Capacidade Instalada
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Potência (MW) – Eólica
• Grande volatilidade
– Máximo e Mínima Produção Eólica
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Potência (MW) – Eólica
• Estando os PRE’s na base do diagrama, a produção
convencional (SEP+SENV) deve fazer o fecho.
• É necessário prever o consumo RNT baseado no consumo SEN
(mais estável), descontando a previsão dos PRE’s
• É necessário prever a produção eólica
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Previsão Eólica
• A REN iniciou a previsão da produção eólica em 2005 baseado
nas previsões de vento calculadas pelo IST.
http://www.ren.pt/sections/exploracao/dpe/default.asp
• Actualmente estamos a fazer um benchmark entre IST, Univ.
Aveiro e MeteoLógica (ES).
• A REN faz parte do projecto Europeu ANEMOS-Plus relativo à
previsão Eólica.
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Impacto nas Redes
• RNT – Rede Nacional de Transporte
– MAT : Muito Alta Tensão > 110 kV
• 150 kV, 220 kV e 400 kV.
A Eólica apenas deverá ligar-se aos 150 kV e 220 kV.
• RND – Rede Nacional de Distribuição
– AT : Alta Tensão > 45 kV : 63 kV
• A maioria da Eólica será ligada neste nível de tensão
(cerca de 3000 MW dos 5000 MW previstos).
– MT : Média Tensão > 1 kV : 6, 10, 15 e 30 kV.
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Impacto na Redes – Reactiva & Tensão
• Entre a RNT e a RND existe uma tarifa semanal, que
penaliza quando a tan  ultrapassa 0,4 nas horas cheias.
– No intuito da RND não ser penalizada comercialmente, exige-se a
mesma tan aos PRE’s.
• Têm que injectar a reactiva correspondente a 40% da produção em
activa.
• Aos PRE’s aplica-se uma tarifa de reactiva numa base
diária.
– Os PRE’s têm que injectar reactiva ao fim-de-semana.
– A RND é penalizada economicamente porque injecta reactiva na
RNT durante o fim-de-semana.
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Impacto na Redes – Reactiva & Tensão
• A RND tem dificuldade de garantir uma tensão declarada
ao cliente, porque não controla a potência reactiva dos
PRE’s na sua rede.
• A RNT tem dificuldade de manter as tensões baixas
durante o fim-de-semana.
• Aplicam-se, aos PRE’s ligados à RNT, as mesmas regras
aplicadas na RND.
– Na RNT, a filosofia é injectar reactiva nos 63 kV, com recurso a
baterias de condensadores, evitando desta forma as perdas
induzidas na rede pelo transporte da reactiva desde os geradores
até ao distribuidor.
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Impacto na Redes – Reactiva & Tensão
• A REN e a EDP-Distribuição já apresentaram à DGGE uma
proposta no intuito de minimizar estes problemas.
• A REN e a EDP-Distribuição vão interligar os despachos
via ICCP (Inter Control Center Protocol) no intuito de
obter informação, em tempo real, do estado das redes e
da produção embebida (PRE’s).
– Topologia
– Trânsitos nas linhas e nos transformadores
– Potência injectada pela geração descentralizada
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Impacto na Redes - Activa & Limites
• Actualmente a potência instalada não causa problemas
na RNT (e RND), porque os limites atribuídos pela DGGE
foram estudados com a REN e a EDP-Distribuição em
função da real capacidade das redes.
– Eventualmente, durante trabalhos de manutenção nas redes,
poderão ocorrer restrições de transporte.
• No intuito de escoar a produção dos grandes parques
eólicos, a RNT instalou transformadores desfasadores.
– Falagueira
• Pinhal Interior, Penamacor e Gardunha
– Pedralva
• Alto Minho
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Auto-Transformadores Desfasadores
Falagueira
18
Auto-Transformadores Desfasadores
Falagueira
19
Investimento na RNT
• Reforços devido aos PRE’s (15,7%)
20
Investimento na RNT
• Reforços devido aos PRE’s
– O plano de investimento 2006-2011 pretende cumprir os
objectivos de Kyoto para 2010.
– O próximo plano irá contemplar o pós-Kyoto e os novos
objectivo do Gov.
250000
200000
150000
k€
Outros
PRE's
100000
50000
0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
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Gestão da Produção Eólica
• Despachos de Eólicas
– A REN faz parte do projecto Europeu WindGrid que pretende
desenvolver metodologias de controlo da produção eólica,
suportados nos centros de condução dos parques eólicos.
http://www.windgrid.eu
– A ENERNOVA (grupo EDP) vai implementar um centro de condução
de parques Eólicos.
• Neste âmbito a REN convidou a ENERNOVA e a APREN a
fazer parte dos StakeHolders deste projecto.
– Espanha
• REE <-> Centro da Iberdrola <-> Gamesa
– Portugal
• REN <-> Centro da Enernova <-> Enercon
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Impacto na Redes
• Frequência
– Durante o incidente de 4 Novembro de 2006 houve um
comportamento incorrecto da geração eólica na península
Ibérica.
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Impacto na Redes
• Frequência
– Na RNT os geradores devem manter-se na rede entre os
47,5 Hz e os 51,5 Hz.
– Na RND os relés de frequência estão regulados para 49,8 e
50,2 Hz.
– Na REE os relés de mínimo de Frequência estão nos 49 Hz.
– Os aerogeradores podem trabalhar entre 43 e 57 Hz.
– Os PRE’s ligados directamente à RNT têm que suportar os
47,5 Hz.
– A REN está a dialogar com a EDP-Distribuição no intuito de
modificar a regulação dos relés da RND.
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Impacto na Redes
• Incidentes
– Os curto-circuitos nas redes provocam cavas de tensão
– Constata-se que os parques eólicos perdem geração
– Habitualmente as protecções eliminam os defeitos em
100 ms.
• Na RNT os geradores devem suportar cavas de tensão até 150 ms.
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Impacto na Redes
• Incidentes
– A perda máxima de eólica registrada em Portugal, já
atingiu o valor do maior grupo convencional (400 MW).
– Com o aumento da potencia eólica instalada em
Portugal, as perdas de geração eólicas vão mobilizar
mais reserva rápida.
– As centrais hídricas em Portugal permitirão minimizar
estes problemas.
tempo
Incidente em: 8-Fev-2007 21:46:32 [CET ] Duração do incidente: 00:09:34 T otal P.I./Desvio max.= -1206 / -383 MW
22:01:11
22:00:34
21:59:57
21:59:20
21:58:43
21:58:06
21:57:29
21:56:52
21:56:15
21:55:38
21:55:01
21:54:24
21:53:47
21:53:10
21:52:33
21:51:56
21:51:19
21:50:42
21:50:05
21:49:28
21:48:51
21:48:14
21:47:37
21:47:00
21:46:23
21:45:46
21:45:09
21:44:32
21:43:55
21:43:18
Potência (MW) [IMP (-); EXP (+)]
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Impacto na Redes
• Incidente no dia 8 de Fevereiro de 2007
-700
-800
-900
-1000
-1100
-1200
-1300
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Incidente no dia 8 de Fevereiro de 2007
Listagem dos Parques Eólicos com Telemedidas com a REN
Subestação REN
Nível de
Tensão
Potência
[MW]
Torrão
63 kV
85,8
Valdigem
63 kV
38,2
Riba d'Ave
Batalha
Rio Maior
Pereiros / Vila Chã 2
Falagueira
Chafariz
Ferro
Bodiosa
Bodiosa
150 kV
63 kV
63 kV
220 kV
150 kV
63 kV
140
220 kV
63 kV
120
63 kV
80,0
34,5
104,4
96,6
112,0
32,0
40,0
28,0
18,0
Parque
Cabril
Pinheiro
Fonte da Quelha
Alto do Talefe
Lameira
São Pedro
Trandeiras
Alvão
Terras Altas de Fafe
Chão Falcão
Candeeiros
Pampilhosa da Serra
Pinhal Interior
Videmonte
Penamacor
Nave
Mourisca
Potência
Exploração
[MW]
20,2
21,6
12
12
10
10
18,2
20
80
34,5
111
114
112
32
40
28
18
Potência
Estabelecimento
[MW]
104,408
2007-Fev-08
96,614
130
120
38
38
100
MW
Potência Total Telemedida ->
669,5
80
60
40
20
0
20:20
20:40
21:00
21:20
21:40
22:00
22:20
22:40
23:00
Horas
SVG-P
CFL-P
CAF-P
SRM-P
CPP-P
COS-P
CNC-P
SCF-P
STR-P
SBA-P9
SBA-P5
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Impacto na Redes
• Novos requisitos – suportar cavas de tensão
Capacidade de Suportar Cavas de Tensão exigida aos centros produtores eólicos.
1.2
1
0.8
E.on e ESBNG
REE
U (pu)0.6
REN
Elkraft & Eltra
0.4
0.2
0
-2000
0
2000
4000
6000
tempo (ms)
8000
10000
12000
14000
16000
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Espanha
• A produção eólica máxima em Espanha está a ser
limitada pela perda generalizada da eólica
devido a incidentes (cavas de tensão) na rede.
– A perda de geração eólica não pode originar o disparo
das linhas de interligação Espanha-França (por
sobrecarga).
– Actualmente Espanha tem 11,8 GW de Eólica e
autorizou 28 GW, mas o sistema só suporta 22 GW.
• O comportamento da geração eólica em Portugal não está a
ser tido em conta…
30
Espanha
• A REE criou o CECRE – Centro de Control de Régimen
Especial, para maximizar a produção renovável sem
afectar a segurança do sistema.
31
WWW.REN.PT
Obrigado
[email protected]