A Geração Distribuída e as Redes de Distribuição

1. A Geração Distribuída e as Redes de Distribuição Angelo Vian Setembro de 2004

2. Distribuição Transmissão Geração Carga

3. Carga Carga Carga Carga

4. Carga GD GD Carga GD GD Carga GD Carga GD

5. sentidos possíveis do fluxo GD carga carga

6. “Problemas” decorrentes da inserção da Geração Distribuída em Redes de Distribuição: • Comerciais • Gerenciais • Regulatórios • Técnicos / operativos

7. As vantagens – além daquelas intrínsecas ao próprio processo de geração da GD – mais evidentes e óbvias são: • Produção da potência em um local bem próximo de onde é consumida • Redução global das perdas • Possível redução da necessidade de novas linhas de transmissão e de distribuição Não deveria, então, ser difícil identificar e quantificar os custos realmente evitados.

8. As “desvantagens” mais óbvias são: • Maior complexidade, inclusive técnica, no nível de operação do despacho central • Impactos importantes – e conseqüente necessidade de modificações – nos procedimentos de operação, proteção, controle etc. da rede de distribuição

9. Problemas técnicos / operativos concernentes à Rede de Distribuição: • Controle dos níveis de tensão e de reativos • Interações durante situações de curto • Modificações relativas ao sistema de proteção da Rede de Distribuição • Sistemática de ilhamento e recuperação após falhas

10. As criticidades dos componentes e dos procedimentos operativos e de gestão das redes atuais de distribuição, implantados na hipótese das redes serem totalmente passivas, para qualquer nível de tensão (MT e BT), estão relacionadas a: • Níveis de potência de curto-circuito • Sistemas de proteção e controle • Regulação do nível de tensão e seu perfil • Gestão da rede em condições de emergência • Qualidade do fornecimento

11. Preocupações concernentes aos equipamentos da própria GD: • Variações de tensão • Proteções durante perturbações do Sistema • Religamentos não síncronos • Limites para a geração de harmônicos provenientes da GD • Proteção da GD em relação a sobre-tensões

12. O processo de ilhamento [GD / carga] cabine primária carga carga GD GD A presença da GD na rede radial acarreta a modificação dos procedimentos de regulação de tensão em regime, hoje coordenados a partir da cabine primária. Deve-se notar que variação da carga é diferente em relação à GD.

13. Em condições de emergência, quando se abre o disjuntor da MT, todo o alimentador deve estar desenergizado. Isto impõe que toda a GD seja desconectada junto com o alimentador. O mesmo deve ocorrer quando da reenergização. Não devem existir ilhas de tensão nos alimentadores, nem na abertura, nem no religamento.

14. O ideal é que todas as unidades de GD sejam conectadas em uma única barra, que seria, no caso, desconectada. Entretanto, isto é difícil e, possivelmente, anti-econômico. O sistema de proteção e controle deve desligar toda a GD, inclusive para preservar sua integridade.

15. A rede de distribuição, no nível de MT e BT, perde a característica de rede passiva e nascem problemas de: • Segurança • Regulação, tanto em condições de operação em regime normal, como em condições de emergência • Qualidade do fornecimento

16. cabine primária carga carga GD GD • Ilhas independentes e autônomas São verdadeiras redes autônomas. – A experiência demonstra que são anti-econômicas e não conseguem garantir os requisitos mínimos de qualidade da energia fornecida.

17. Ilhas independentes e não-autônomas São ligadas à rede, a qual resulta como a referência fundamental quanto à freqüência e tensão. A rede de distribuição é também essencial como back-up, em caso de desequilíbrio entre carga e GD, dentro da ilha. Estas ilhas são tecnicamente viáveis em determinadas circunstâncias. Entretanto, são complicadas em relação à regulamentação e operação e, geralmente, hostilizadas pelas companhias distribuidoras.

18. Resumo dos impactos decorrentes da GD inserida na Rede de Distribuição: • Integração e gerenciamento da GD junto às redes de distribuição existentes • Criticidade dos sistemas de proteção das atuais redes de distribuição vs. a presença da GD • Necessidade de normatização e monitoração constante da qualidade da energia • Oportunidade para novas configurações da rede de distribuição a fim de incorporar e explorar a GD já no seu planejamento • Dificuldades de se especificar normas claras e abrangentes face às especificidades de cada rede e da própria GD

19. Os componentes da rede de distribuição afetados são: • Disjuntores e seccionadores na média e baixa tensão • Proteções de linhas • Cabos • Comutadores sob carga AT/MT A profundidade do impacto da GD depende muito da rede e da própria GD que se pretende instalar – o que deve ser verificado caso a caso. Para solucionar todos os problemas deve-se lançar mão dos recursos mais modernos de supervisão e controle do sistema como um todo (rede + GD) – incluindo parâmetros de valoração comercial da oportunidade do despacho da GD na programação do despacho central

20. Conclusões A presença da GD na rede pode proporcionar: • Deslocamento dos investimentos nas redes de transmissão e de distribuição • Redução das necessidades de ponta (peak shaving), reduzindo custo da ponta, perdas etc. • Melhoria da qualidade da energia fornecida ao usuário, proporcionando, inclusive, um controle do nível de tensão mais efetivo quando da variação da carga.

21. As dificuldades da inserção da GD estão, sobretudo, relacionadas aos problemas de compatibilidade com as redes de distribuição e uma eventual rigidez regulatória, ou indefinição, ou até inexistência, de um quadro normativo apropriado. A meu ver, na situação atual, acho que é a GD que, pelo menos no curto prazo, se deve adequar às exigências das redes de distribuição. Uma possível adequação recíproca, GD vs rede e rede vs GD, deveria ser pelo menos cogitada. O problema, como sempre, não é técnico, ou de engenharia. É, acima de tudo, econômico!

22. Em vista da GD resultar, mais cedo ou mais tarde, em uma componente importante e inelutável da matriz energética da maior parte dos países, inclusive o Brasil, é de se pensar se não vale a pena começar a investir desde já para impor a compatibilidade recíproca entre a Geração Distribuída e as Redes de Distribuição.