Seminario Smart Grid CIP Junin

7/26/2019 Seminario Smart Grid CIP Junin

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https://www.youtube.com/watch?t=28&v=jlkvzcG1UMk


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Smart Cities

Tendncia mundial relativa ao uso de soluesintensivas de TICs como instrumentos paratornar cidades mais inteligentes, otimizando

certos aspectos da vida urbana.


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Smart Cities- Cidades Inteligentes

https://www.youtube.com/watch?v=lKpoi8lf_tIhttps://www.youtube.com/watch?v=5kgZXjSrKsQhttps://www.youtube.com/watch?v=8Nn5wM2dytE

https://www.youtube.com/watch?v=v52t-QbiyyQ


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Sistemas de Energa Elctrica (SEE)


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Sistemas de Energia Eltrica: Presente

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Gerao centralizada de grande portelocalizada distante dos grandes centros decarga.

Mdio/alto nvel de automatizao e

monitoramento de sistemas de transmissoe de gerao.

Baixo nvel de monitoramento eautomatizao em sistemas de distribuiode energia eltrica.

O consumidor final passivo.

Poucas oportunidades para a proposio denovos servios.


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Sistemas de Energia Eltrica: Presente

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Sistema radial

Planejamento e operao de baixa complexidade

Proteo dos equipamentos tambm de baixa complexidade

Fluxo de energia unidirecional

Consumidor Final Passivo

Baixo nvel de monitoramento e automatizao em sistemas

de distribuio de energia eltrica

Sistemas de Distribuio


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CenrioAtual

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Crescente aumento dademanda por energia

eltrica

Necessidade de

diversificao da matrizenergtica

Necessidade da reduoda emisso de gases

estufa (CO2)

Interesses econmicos egovernamentais

Confiabilidade e

qualidade da energiaeltrica

Consumidores maisexigentes

Como lidar com estes fatos?


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CenrioAtual

Como lidar com estes fatos?


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Smart grid no uma tecnologia!

Smart grid no algum tipo de equipamento!

Smart grid no uma metodologia! Smart grid um conceito, uma Viso!

https://www.youtube.com/watch?v=ycbrDCN

KosI https://www.youtube.com/watch?v=N8jqbKd

8hVg

Redes Eltricas Inteligentes (REI)

Smart Grid (SG)- Conceitos


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Redes Eltricas Inteligentes (REI)

Smart Grid (SG)- Conceitos uma rede eltrica com elevada integrao de

tecnologia de informao, telecomunicaes,sensoriamento/medio e automao, deforma a aumentar consideravelmente suacapacidade de atender cenrios com fontesintermitentes e distribudas de energia, altos

requisitos de confiabilidade, baixo impacto nomeio ambiente e compatvel com novosmercados de energia.


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Concepto ms amplio:Aplicacin integrada de distintos desarrolloscientficos y tecnolgicos a los sistemas de energaeltrica con la finalidad que este sistema, sienta

las necesidades, y sepa los deseos de la nuevasociedad y tome las decisiones pertinentes!

SMART GRID- CONCEPTOS


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CONCEITORede Eltrica

+

Dispositivos de Alta Tecnologia

+Sensoriamento do Sistema

+

Telecomunicaes

+

Sistemas Computacionaisde Apoio

=

Fluxo de Energia Bidirecional

+

Fluxo de Informaes Bidirecional

+

Novos Produtos e Servios


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Potenciais Mudanas nos Sistemas Atuais

Fonte: D. J. Falo, 2014


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Fontes: Argonne US National Laboratory, CISCO

GeraoTransmisso Distribuio Consumidor

Impacto nos sistemas dedistribuio: Alto

Passado/Presente:

Monitoramento manual

Proteo limitada e localizada

Reduzida capacidade de isolamento de

faltas Furto de energia

Perdas tcnicas elevadas

Rede passiva

Futuro (potencial):

Monitoramento remoto e automtico

Proteo adaptativa

Monitoramento e informao dosistema em tempo real para o isolamentode faltas

Monitoramento para reduzir o furto deenergia

Sistemas integrados para reduo deperdas tcnicas

Gerao distribuda


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Fontes: Argonne US NationalLaboratory, CISCO

GeraoTransmisso Distribuio Consumidor

Impacto nosconsumidores: Alto

Passado/Presente: Cargas tradicionais (simples e bem comportadas)

Impossibilidade em exercer controle direto sobre ouso de energia dos consumidores (pelasconcessionrias). Respostas limitadas a programasde eficincia energtica

Falta de conhecimento sobre como osconsumidores esto utilizando a energia (parareduo e otimizao do uso)

Dificuldades em utilizar gerao distribuda esistemas de armazenamento de energia para melhoraproveitamento do sistema eltrico

Interrupes no fornecimento de energiarelativamente prolongadas e frequentes

Futuro (potencial): Dispositivos digitais/microprocessados/eletrnicos

Solues de resposta demanda com controledireto sobre a carga

Infraestrutura avanada de medio

Solues para gerenciamento de energiaresidencial

Solues para integrar recursos associados adistribuio, gerao e armazenamento de energia

Sistemas de automao que permitem detecoantecipada ou mesmo preveno de falhas/defeitos,reduzindo as interrupes


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Fuente: EPRI, 2014

Sistema Futuro:



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Smart Grids: Caractersticas Principais

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Auto-Recuperao

MedidoresEletrnicos/Inteligentes

Consumidor Ativo

Elevados ndices deConfiabilidade e de QEE

Gerao distribuda e

armazenadores deenergia

Novos modelos denegcio


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Gerao Distribuda

Fonte de gerao de energia conectadadiretamente na rede distribuio ou aoconsumidor e que utilize fontes com base emenergia hidrulica, solar, elica, biomassa oucogerao (REN 482/2012, ANEEL)


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Vantagens da Gerao Distribuda

Gerao de Energia prxima de onde ela consumida

Reduo global de perdas

Implementao em espao de tempo relativamente curto

Possvel operao em horrios de ponta, diminuindo aflutuao de preo

Benefcios ambientais quando utilizam energias renovveis ouresduos agressivos ao meio ambiente como combustvel

Abordagem modular dos problemas, atendendo demandasparticulares com solues especficas

Reduo no carregamento da rede, maior flexibilidadeoperativa e melhor perfil de tenso


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Desvantagens da Gerao Distribuda

Potencial aumento do nvel de curto-circuito,flicker, flutuaode potncia ativa, flutuao de tenso e harmnicos

Aumento na complexidade da proteo, operao,

planejamento integrado e manuteno. Custos das tecnologias aplicadas relativamente elevados

Algumas fontes dependem da variabilidade de fenmenosnaturais como ventos, incidncia do sol, chuva e outras, sendoento sujeitas a influncias meteorolgicas e sazonais

O aparecimento de fluxos de potncia de sentido contrrio aoconvencional


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Classificao do porte da GD

Anderson e Sder (2001), dentro de um contextointernacional:

Micro GD: gerao com potncia de 1 W a 5 kW.

Pequena GD: gerao com potncia de 5 kW a 5 MW. Mdia GD: gerao com potncia de 5 MW a 50 MW.

Grande GD: gerao com potncia de 50 MW a 300 MW.

Aneel Resoluo 482 (2012): Micro GD: gerao com potncia at 100 kW.

Mini GD: gerao com potncia de 100 kW a 1 MW.


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Conexo da GD ao Sistema Eltrico

Riscos:

Erro de sincronismo

Atuao indevida da proteo do gerador

Atuao indevida da proteo da rede eltrica

Instabilidade ou mau funcionamento do gerador

Eventos indesejveis na rede da concessionria

Riscos de morte aos operadores da rede eltrica

Fonte: Toyama, J. et al. (2010)


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Resoluo Normativa 482/2012

Fonte: AneelFonte: ANEEL, 2015


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Potncia Elica Gerada


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SFV Isolados ou Autnomos


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Energia solar fotovoltaica sistemas

conectados rede eltrica


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Armazenamento e Smart Grids


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Armazenamento de energia na rede

eltrica


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Armazenamento de energia na rede

eltrica


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Armazenamento de energia na

rede eltrica


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rede eltrica Benefcios


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Veculos Eltricos e Smart Grid


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Fonte: Itaipu, 2014


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Fonte: Itaipu, 2014


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Fonte: Itaipu, 2014


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Fonte: Itaipu, 2014


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Fonte: Itaipu, 2014


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Fonte: Itaipu, 2014


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Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REI

Conceito: Planejamento e implementao de atividades para influenciaro uso de eletricidade do consumidor de maneira que produza mudanasdesejadas na curva de carga de um sistema eltrico (GELLINGS, 1985)

VS GLD


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Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIResposta Demanda


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Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIResposta Demanda- Como Viabilizar?


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Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIResposta Demanda- Como Viabilizar?


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Possveis programas de GLD no Brasil: Incentivo de gerao distribuda atravs da REN 482/2012

Incentivo de substituio de combustveis (por exemplo,

para foges eltricos, chuveiros, aquecedores)

Incentivo utilizao de veculos eltricos (possvel

aumento da demanda na madrugada)

Programas de Eficincia Energtica e Programas de uso

racional de energia

Resposta demanda Incentivo do uso de tarifas diferenciadas para setores especficos

Incentivos para deslocamento de carga

Programas associados confiabilidade do sistema

Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIProgramas de GLD: Exemplo-Brasil


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Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIProgramas de RD


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Gerenciamento pelo Lado da Demanda e a REIProgramas de RD para Quem?


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Automao um conjunto de Sistemasintegrados (Software e Harware) que habilitamuma empresa concessionaria a monitorar,coordenar, e operar em tempo real, os

componentes do sistemas eltrico. A evoluo dos sistemas de controle de

superviso e aquisio de dados (SCADA), quetm sido utilizados para o monitoramento dos

sistemas de gerao e transmisso, tambmajudou o progresso no campo da automao dedistribuio.


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A automao da distribuio um dosprincipais pilares que suporta as RedesEltricas Inteligentes, sendo apoiada em

infraestruturas de telecomunicaes e demedio, considerando a aplicao derecursos diversos como: sistemas desuperviso, religadores, equipamentos micro

processados, afim de, melhorar a qualidadede servio, a eficincia operacional e a gestode ativos.


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A automao de rede de distribuio, nocontexto das redes inteligentes, deve ser umaferramenta ativa de apoio operao, ou seja,

deve-se antecipar ao operador na tomada dedeciso, portanto, deve ser inteligente.


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Sistema de Tecnologia da Informao, que sosoftwares que contribuem para omonitoramento, o comando e o controle dosequipamentos. H sistemas corporativos como

SIG (Sistema de Informaes Geogrficas),SGE(Sistemas de Gesto Empresarial) e hsistemas Tcnicos como SCADA (Sistema deAquisio de Dados), EMS (Sistema degerenciamento de Energia), DMS (Sistema deGerenciamento da Distribuio), OMS (Sistemade Gerenciamento de Ocorrncias), etc.


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Fonte: N. Kagan, 2014


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Que es uma Microrred?

Sistema compuesto por sistemas de generacin,almacenamiento y cargas, que funcionan bien conectadas o aisladas dela red elctrica.

Coexistencia de fuentes de generacin deenerga elctrica y trmica

Controlado por el operador del sistema comoun sistema agregado.

La energa generada y consumida debe sermonitorizada y despachada. Recomendable un punto de conexin a la redelctrica.


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Fonte: E. Perea, 2014


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Microred/ Comportamento

Quando conectado ao sistema principal:

Monitoramento do despacho atravs detelemedio.

Executar o despacho econmico, compensaode reativos, etc

Garantizar a operao sincronizada com o sistemaprincipal, gerenciamento troca de cargas entre ele

e a microrrede.


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Microred/ Comportamento

Quando desconectado do sistema principal:

Manter cargas prioritrias alimentadas, avaliandoa possibilidade de energia.

Administrar sistemas de armazenamento deenergia como megacapacitores, baterias eflywheels

Analisar a possibilidade de reconectar com a rede

principal se for vantajoso.


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Microrred/Vantagens

Menor impacto ambiental

Maior eficincia por meio de cogerao eplantas de aproveitamento residual e pelaproximidade da carga.

Melhora na qualidade e confiabilidade dosuprimento de energia eltrica.

Aumento de concorrncia no suprimentoreduziria o custo da energia eltrica.


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Motivadores para a Implantao doSG(Brasil)

Fonte: ANEEL, 2015


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Fonte: Ricardo Rivera Et. Al., 2013.


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Reduo Despesas Operacionais

Aprimorar Indicadores

Aprimorar Gerenciamento de Carga

Aprimorar Gesto dos Ativos

Reduo de Perdas No-Tcnicas

Aprimorar Operaes (Distribuio)

Aprimorar Indicadores

Aprimorar Gerenciamento de Carga

MOTIVADORES-CHAVE DO SMART GRID PARA DISTRIBUIDORAS


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Fonte: ANEEL, 2014

Motivadores para a Implantao do SG(Brasil)


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Motivadores para a Implantao do SG(Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015

Mot va ores para a Imp anta o o SG


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(Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015


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Iniciativas da ANEEL para insero das REIs

Motivadores para a Implantao do SG (Brasil)

Fuente: ANEEL, 2015


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Diferentes valores de tarifa ao longo do dia Incentivo reduo do consumo nos horrios de pico do sistema

Necessidade de disponibilizao da infraestrutura de medio



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Gerao Distribuda REN 482/2012


Fuente: ANEEL, 2015


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Sistema de compensao de energia eltrica



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Fuente: ANEEL, 2015


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Medio Eletrnica REN 502/2012



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