Grupo: GES

Tema: Usinas de Geração Solar Heliotérmica

Título: Utilização de Unidades Térmicas Tipo Csp Como Reserva Girante Controlada para Mitigar os Efeitos da Intermitência da Geração Eólica Em Áreas de Grande Concentração

Autores: Álvaro José Pessoa Ramos(1); Rodrigo Bezerra Valença(1); José Sandro Valença do Nascimento Filho(1); Dêibson José Gomes de Sena(1); Juliana Barbalho Ramos(1); Raissa Souto(1)

Instituições: ANDESA(1)

Resumo: A variabilidade na velocidade dos ventos e, portanto, na potência gerada pelas Centrais de Geração Eólicas (CGE) introduz na operação do sistema interligado incertezas que se traduzem em variáveis de difíceis previsão cujo controle demandam ações automáticas e contínuas em tempo real. Tais dificuldades operacionais se tornam crescentes na medida em que se eleva o montante e a concentração da geração eólica. Os sintomas de tais dificuldades já se fazem sentir atualmente no ano de 2019 onde variações de geração eólica superiores a 800MW ocorrem em períodos de uma hora. Estudos indicam que taxas de variação da ordem de 2000MW/hora ocorrerão até o ano 2021 com a previsão do crescimento da geração eólica prevista para ser instalada no Brasil. As variações não previsíveis e relativamente rápidas de geração eólica são momentaneamente compensadas principalmente pelos intercâmbios com as regiões Norte e Sudeste que apresentam regulação equivalente (MW/0,1Hz) maiores do que a área Nordeste onde a reserva operativa de geração hidráulica se encontra reduzida devido as condições energéticas desfavoráveis vigentes a pelo menos 9 anos. Por exemplo, uma redução de 1000MW no período de uma hora elevarão os intercâmbios para patamares fora dos valores programados ou mesmo em valores próximos aos limites de estabilidade previamente estudados. O ajuste do sistema, trazendo os intercâmbios para valores apropriados são feitos através da elevação da geração térmica da área Nordeste, todas situadas próximas as capitais e, portanto, no litoral. Este procedimento operacional, que não é automatizado, é realizado pela ação direta dos operadores do sistema e representa um grande remanejamento de geração das áreas de concentração da geração eólica para as unidades térmicas. Isto pode significar um rearranjo nos fluxos de potência do sistema que podem demandar ações adicionais em tempo real para ajustes das tensões do sistema. O presente trabalho discute aspectos conceituais e operacionais de uma possível alternativa de controle automático de geração fundamentado no conceito de áreas de concentração de geração eólica que operariam nos padrões TLB atuando em usinas térmicas solares tipo CSP (Concentrated Solar Power) que seriam instaladas internamente as áreas de concentração das gerações eólicas. Como se sabe, as usinas térmicas tipo CSP consistem de turbinas a vapor clássicas acionando geradores síncronos convencionais. Este fato significa que, além dos recursos de controle automático acima referidos, estas usinas térmicas também oferecem reserva de potência reativa para de controle de tensão, reserva girante frente a contingencias de déficit de geração (contribuindo para eventos de subfrequência) como uma usina térmica normal. Além de menores custos operacionais dado que o insumo é o sol, esta CSP terá a grande vantagem de poder ser instalada nas áreas de grandes concentrações de energia eólica da região Nordeste onde também se dispõe de elevada irradiação solar. As térmicas a gás não se prestam para esta função, pois precisam ser instaladas em locais com fácil abastecimento de gás como no litoral.