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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Departamento: Engenharia Elétrica/EEL

Dimensão Institucional: Pesquisa

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Projeto de Pesquisa

Título: METODOLOGIAS PARA A IDENTIFICAÇÃO DE RESTRIÇÕES OPERACIONAIS EM SISTEMAS COM ALTA PENETRAÇÃO DE FONTES DE ENERGIA RENOVÁVEIS VARIÁVEIS (FERV)

Coordenador
  • ANTONIO FELIPE DA CUNHA DE AQUINO
Participante
  • ANTONIO FELIPE DA CUNHA DE AQUINO (D)
  • CLENIO GOULART DE SOUZA NETO

Conteúdo

Introdução e motivação a crescente preocupaç...introdução e motivação a crescente preocupação com o meio ambiente e a sustentabilidade vem levando ao desenvolvimento e aplicação de fontes de geração limpas e renováveis. em particular, o aumento da participação das fontes de energia renováveis variáveis (fervs) impacta diretamente a operação dos sistemas elétricos e dos mercados de energia elétrica. os impactos relacionados à variabilidade, incerteza, geração não síncrona, dependência locacional e o baixo custo marginal, devem ser corretamente mensurados para a compreensão das transformações em curso. a variabilidade decorrente da condição climática, bem como a incerteza das previsões de produção de energia elétrica, requerem mecanismos que garantam a confiabilidade do sistema elétrico e a correta sinalização do preço da energia elétrica. em sistemas de energia elétrica (sees) nos quais os impactos da alta penetração de ferv já são proeminentes, os reguladores discutem quais mecanismos devem ser implantados para remunerar os serviços ancilares necessários, valendo-se também de tecnologias emergentes de armazenamento de energia. destaca-se que não há estudos extensivos disponíveis na literatura mostrando quais serão os possíveis impactos desse novo tipo de geração no setor elétrico brasileiro. nesse contexto, o claro entendimento dos impactos causados pela massiva penetração de geração eólica e solar é de suma importância para os agentes do setor elétrico brasileiro. do ponto de vista do agente gerador/transmissor, esse entendimento possibilita a identificação de oportunidades de negócios e investimentos em novos serviços e/ou dispositivos necessários para o suporte da operação, sejam por meio de novos serviços ancilares ou remuneração de ativos existentes. entre os novos serviços já em discussão, destacam-se a resposta inercial, a resposta primária rápida (fast frequency response), e a capacidade de rampa (flexible ramping capability). além disso, com a implantação do preço horário, o agente comercializador pode se beneficiar com o entendimento de possíveis restrições operacionais que terão impacto significativo no preço de oferta de energia. objetivo geral desenvolver metodologias, critérios e recursos computacionais para identificar, classificar e quantificar as principais oportunidades de novos negócios em sistemas com alta penetração de fontes de energia renováveis variáveis (ferv) (e.g. serviços ancilares, flexibilidade de operação de ativos de geração, flexibilidade de operação da rede de transmissão etc.). participação do prof. antonio felipe da cunha de aquino (eel/ufsc) no projeto: o projeto de pesquisa é coordenado por docente da unicamp. o prof. antonio felipe da cunha de aquino (ufsc) participa das atividades do projeto como um dos integrantes da equipe de pesquisadores, com bolsa de pesquisa referente a 4h semanais. atua na concepção e suporte ao desenvolvimento de técnicas para simulação de sistemas de larga escala, no desenvolvimento de metodologias para estimação de inércia e controle primário frequência e no suporte à identificação e seleção de potenciais serviços ancilares para o setor elétrico brasileiro. originalidade a complexidade e magnitude do desafio proposto pelo escopo do projeto pode ser exemplificada pela falta de fundamentação teórica na literatura para análise de see com alta penetração de geração baseada em ferv. grande parte dos problemas estão ainda sendo tratados dentro da comunidade acadêmica e o arcabouço teórico para a análise do problema vêm sendo discutidos dentro de forças tarefas conjuntas entre entidades que congregam a comunidade acadêmica e indústria (ieee e cigre). na comunidade europeia, dois grandes projetos de pesquisa, no âmbito do fundo h2020 - migrate e reserve [1, 2], foram constituídos para o estudo e desenvolvimento de técnicas para melhorar a segurança da operação de see com alta penetração de geração baseada em eletrônica de potência. tais projetos identificam os impactos e restrições de estabilidade em see com alta penetração de ferv, além de sugerir a implementação de novos serviços ancilares. no brasil, o crescente avanço da geração eólica no sul e principalmente eólico/solar no nordeste podem trazer impactos significativos a operação do sistema interligado nacional (sin). nesse contexto, agentes de regulação e empresas tem promovido iniciativas para a readequação do mercado elétrico ante os novos paradigmas do setor. através da chamada 008/2014 a agência nacional de energia elétrica (aneel) realizou uma consulta pública para revisar os procedimentos de prestação e remuneração de serviços ancilares. destaca-se que a nota técnica nº 052/2014-srg/aneel considera a remuneração dos custos envolvidos no desgaste das máquinas, equipamentos e componentes utilizados para a prestação dos serviços requeridos pelo operador do sistema [3]. o aprimoramento do marco legal do setor elétrico foi discutido através da consulta pública do ministério de minas e energia (mme) nº 33/2017. entre os temas pertinentes ressalta-se o debate sobre a formação de preços por oferta, incluindo a forma de contratação dos serviços ancilares. nesse sentido, a precificação orientada pelo mercado de serviços ancilares desponta como uma etapa precursora para um possível mercado de energia por oferta. em 4 de abril de 2019, a portaria nº 187 estabeleceu o desenvolvimento de propostas para a modernização do setor elétrico. um esforço conjunto entre o mme, aneel, ons, empresa de pesquisa energética (epe) e câmara de comercialização de energia elétrica (ccee), além de agentes do setor elétrico, visa reunir contribuições para adequar o sistema elétrico brasileiro a uma realidade que inclui as ferv, as novas tecnologias de armazenamento, veículos elétricos, e o empoderamento do consumidor. projetos de p&d que exploram os aspectos técnicos da ferv, do armazenamento de energia, vem sendo realizados no brasil, contudo as consequências dessas tecnologias no sistema elétrico e mercado de energia ainda é pouco explorada. financiado pela bandeirante energia s/a., o projeto de p&d nº 0391-0019/2015 pretende avaliar os impactos e desenvolver modelos de negócios, sob o ponto de vista da distribuidora de energia, dos serviços ancilares no contexto da geração distribuída fotovoltaica com armazenamento de energia [4]. por sua vez, o projeto nº 00068-0038/2016 financiado pela cteep, tem como objetivo analisar a viabilidade técnico econômica do armazenamento de energia no cenário brasileiro para o fornecimento de serviços ancilares [5]. esse projeto é inovador por propor o desenvolvimento de metodologias para o estudo do impacto da penetração de geração baseadas em ferv com foco no sistema elétrico brasileiro. dado as suas características singulares como geração predominantemente hidráulica, grandes interligações por sistemas hvdc e dimensão continental, o efeito da penetração desse tipo de geração na operação do sistema deve ser cuidadosamente analisado. o estudo será conduzido utilizando ferramentas tradicionais de simulação para sistema de grande porte juntamente com o desenvolvimento de técnicas de aprendizagem de máquina para a análise dos fenômenos registrados durante a simulação (diferentes horizontes de planejamento). em paralelo, técnicas baseadas em dados de medição fasorial sincronizada [6], que são imunes a problemas de modelagem do sistema e implantadas no setor elétrico brasileiro, também serão utilizadas para a identificação de possíveis áreas com escassez de recursos operacionais. essas áreas são candidatas a necessitarem de serviço adicionais de resposta de frequência e suporte de tensão. adicionalmente, serão prospectados métodos analíticos para a análise de tais sistemas para a identificação e quantificação de escassez de recursos de suporte de frequência e potência reativa. referências bibliográficas [1] the migrate project, update 2019 dez, 19: https://www.h2020-migrate.eu/ [2] reserve, update 2019 dez, 19: https://www.re-serve.eu/ [3] aneel. consulta pública 008/2014, update 2019 dez, 19: https://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/consulta_publica/detalhes_consulta.cfm?idconsultapublica=259 [4] lista de projetos de p&d - aneel, update 2019 dez, 19: http://www.aneel.gov.br/documents/656831/14930488/projetos_ped-aneel_%28res_norm_316-2008%29-2018-05-23.xls/f02bb791-2810-0b67-1498-faed68e1f6f6 [5] projeto pd-00068-0038/2016: fornecimento de serviços ancilares com sistemas de armazenamento de energia em sistemas elétricos com elevada penetração de geração intermitente, update 2019 dez, 19: http://www.iee.usp.br/sites/default/files/anexoseventos/marcelo_apresentacaoevento_parceria_embaixada_eua%202019_07_24.pdf [6] f. milano et al. “foundations and challenges of low-inertia power systems”, in: pscc 2018 (invited paper). [7] p. a. sehn “reserva de potência operativa e o mercado de serviços ancilares” canal energia http://abiape.com.br/wp-content/uploads/2019/08/reserva-de-pot%c3%aancia-operativa-e-o-mercado-de-servi%c3%a7os-ancilares.pdf

Pós-processamento: Índice de Shannon: 0.155825

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
0,04% 0,09% 0,04% 0,05% 0,04% 0,07% 98,58% 0,07% 0,46% 0,05% 0,08% 0,12% 0,12% 0,05% 0,05% 0,09%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

0,04%

ODS 2

0,09%

ODS 3

0,04%

ODS 4

0,05%

ODS 5

0,04%

ODS 6

0,07%

ODS 7

98,58%

ODS 8

0,07%

ODS 9

0,46%

ODS 10

0,05%

ODS 11

0,08%

ODS 12

0,12%

ODS 13

0,12%

ODS 14

0,05%

ODS 15

0,05%

ODS 16

0,09%