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No artigo de hoje vamos falar sobre o principal dilema do Operador Nacional do Sistema Elétrico: Quais usinas devem operar para garantir o suprimento da demanda de energia elétrica hoje, sem comprometer a demanda de energia futura?

Para operar bem, aproveitando o máximo dos recursos disponíveis, avaliando o custo de sua utilização, é necessário um planejamento, certo?

Nesse sentido, vamos entender neste artigo:

  • Como funciona a Operação do Sistema Interligado Nacional
  • O que é a Decisão da Operação

Uma das vantagens do Sistema Interligado Nacional elétrico é o aproveitamento de todas as usinas de Geração Centralizada para o suprimento do consumo de todo país.

Entretanto, o desafio se torna maior na coordenação ótima das usinas que devem operar para este fim.

Em suma, o Dilema do Operador estará na decisão de despachar mais Usinas Hidrelétricas ou Usinas Térmicas para gerar energia elétrica de acordo com a Demanda.

Vamos aprender sobre a operação do sistema de geração de energia?

PLANEJAMENTO DA OPERAÇÃO ENERGÉTICA

Em linhas gerais, o ONS classifica a operação do sistema em 3 subdivisões, de acordo com o Submódulo 10.1 dos procedimentos de operação do ONS:

  • Pré-operação
  • Operação em tempo real
  • Pós-operação

Ou seja, observando essas 3 etapas, é possível coordenar e analisar a operação do sistema de forma a garantir a o seu funcionamento da melhor forma possível.

No mais, esta forma de agrupamento facilita a visão dos processos de maneira global da operação, onde o ONS desenvolve nos Centros de Operação. Saiba mais sobre ONS aqui.

Pré-operação

Em resumo, a pré-operação consiste na consolidação do PDO, o Programa Diário de Operação. A Elaboração do PDO leva em conta as condições elétricas, hidráulicas e energéticas para se desenvolver a Operação em Tempo Real.

Ou seja, a Pré-operação do ONS visa antecipar as condições do sistema, verificando as condições relevantes para decidir quais usinas estão aptas a entrar em operação de acordo com o panorama da carga.

Neste contexto, há também a verificação das intervenções do sistema, que se trata de possíveis falhas existentes na linha, como indisponibilidade de trechos de rede, manutenções de equipamentos etc.

Contudo, há 3 atividades básicas para a consolidação da Pré-Operação:

  • Processamento operacional das solicitações de intervenções: Analisar a solicitação de intervenções;
  • Processamento operacional das diretrizes elétricas, energéticas e hidráulicas: Em suma, significa definir as ações para operação em tempo real de acordo com as condições do sistema;
  • Consolidação e elaboração da programação: Esta atividade consiste em validar de maneira definitiva a programação da operação do sistema.

Uma vez que o ONS termina a elaboração do PDO, acontece a Operação do Sistema em tempo Real.há

Pré Operação do Sistema

Operação em tempo real

Em seguida a definição do PDO, a Operação em Tempo Real do Operador tem como função coordenar, controlar e supervisionar o funcionamento durante a operação da rede.

As atividades da operação em tempo real são divididas em 5 atividades básicas:

  • Execução das Intervenções: Se trata da liberação das intervenções, observando o estado a condição real do sistema durante a execução;
  • Controle da Geração: Disponibilizar a geração aos agentes de geração, distribuidores e consumidores de maneira otimizada
  • Controle da Transmissão: Por se tratar do transporte da energia pelo sistema elétrico, esta atividade se resume a disponibilizar a energia de forma segura e satisfatória.
  • Operação Hidráulica dos reservatórios: Em suma, significa controlar o nível dos reservatórios de água, de acordo com as diretrizes hidráulicas definidas na pré-operação, considerando a otimização energética no uso da água na geração;
  • Operação em Contingência: Nesse cenário, o sistema opera de forma incompleta. Logo, a operação em contingência acontece apenas quando existe indisponibilidade de equipamentos principais ou linhas de transmissão. Durante a operação em tempo real, esta atividade visa garantir a segurança e qualidade da energia com o sistema fora da operação normal.
  • Gerenciamento de Carga: Para garantir a integridade do sistema é necessário gerencia a carga de modo que a geração esteja sempre suprindo a demanda de consumo.
  • Recomposição da rede após perturbação: Em resumo, será reestabelecer o sistema após alguma perturbação no sistema elétrico. Uma perturbação pode se caracterizar como um mau funcionamento ou desligamento de um equipamento.
Operação do Sistema em Tempo Real

Pós-operação

Após a Operação diária do sistema, a pós-operação será para avaliar os resultados da operação. Ou seja, ocorre a apuração do que aconteceu de fato, comparando com o que foi planejado na pré-operação.

Dessa forma será possível realizar uma análise qualitativa do sistema, e assim implementar medidas corretivas e preventivas, para o próximo planejamento.

No mais, durante o processo de Pós-operação acontece o levantamento de possíveis razões pelas quais os resultados da operação não aconteceram como se esperava. Por exemplo, defeitos em equipamentos, interrupção de trechos de linha durante a operação que afetaram a transmissão da energia.

A Pós-operação se divide em 6 atividades principais:

  • Apuração dos Dados: Esta atividade se baseia em coletar as informações da operação, selecionando o que melhor representa a operação realizada. Com isso a apuração dos dados alimenta a Base de Dados do ONS-BDT para emissão de relatórios, consultas e simulações;
  • Triagem de Ocorrências e Perturbações: Verificar quais perturbações e ocorrências que deverão passar por análise, para a emissão de relatórios específicos;
  • Elaboração de Relatórios: Relatórios com o resultado da operação do sistema a partir da análise de dados e informações;
  • Elaboração de Relatórios de Análise de Ocorrências: Relatório que reúne as informações das análises de perturbações e operação do sistema.
  • Obtenção de Dados e Informações para Contabilização: Consiste em estruturar dados e informações para geração de relatórios e contabilização dos custos de transmissão.
  • Cálculo e Análise de Indicadores: Com base na análise dos indicadores através dos dados da operação do sistema, será possível acompanhar o e analisar o desempenho da operação do sistema.
Pós Operação do Sistema

Agora que entendemos de maneira sucinta como funciona a operação do sistema, vamos entender melhor o dilema do Operador no Sistema.

DECISÃO DA OPERAÇÃO: CUSTO IMEDIATO X CUSTO FUTURO

Como falamos no começo, o Operador Nacional do Sistema Elétrico, o ONS, decide sempre o despacho de Usinas Térmicas e Hidrelétricas para a geração de Energia.

Nesse sentido, esta decisão de quais usinas despachar para operação diária, haverá uma análise de custo e de recursos para que a operação seja a mais ótima possível, de acordo com as condições do sistema elétrico e dos reservatórios das hidrelétricas.

Esta decisão, primeiramente, é feita através do Planejamento Eletroenergético. O Planejamento Eletroenergético avalia as condições de suprimento eletroenergético, conforme o horizonte plurianual e anual, de acordo com o detalhamento da base mensal.

Visando a melhor escolha, os principais insumos desse levantamento são os cenários de carga, condições hidrológicas, restrições no sistema e diversos outros dados. Estas estimativas são realizadas a partir de modelos computacionais robustos, como Newave, Decomp e Dessem.

Como resultado, serão definidas estratégias para realizar a pré-operação e elaboração dos despachos das usinas.

Dito isso, podemos analisar o cenário do dilema do operador de acordo com a utilização das usinas em dois cenários climáticos, com chuva ou sem chuva, para simplificarmos como o ONS decide o despacho e seus impactos.

  • Utilização de mais Usinas Hidrelétricas
  • Utilização de mais Usinas Térmicas

A operação do sistema sempre será avaliando custo imediato e custo futuro da utilização dessas fontes de energia.

Utilização de mais Usinas Hidrelétricas

  • Cenário com maior chuva

Neste cenário, o custo de utilização das hidrelétricas imediato será baixo, assim como o custo futuro será bom, uma vez que a chuva irá manter o nível dos reservatórios.

Portanto, é o cenário ideal para despachar mais usinas hidrelétricas. A grande vantagem deste cenário será a utilização de um recurso que renovável de geração, evitando o uso de usinas térmicas.

Além do mais, será benéfico para os consumidores que consumirão energia em Bandeira Verde.

  • Cenário sem chuva

Nesse caso, a decisão não foi muito boa no custo futuro, uma vez que haverá uma diminuição dos reservatórios, devido a não garantia de suprimento. Isso também pode gerar um déficit de energia futura.

No mais, será necessário o uso de Usinas Térmicas futuramente, o que traduz um maior custo de produção de energia, elevando o valor da fatura de energia, na Bandeira Vermelha.

Operação de Usinas Hidrelétricas

Utilização de mais Usinas Térmicas

  • Cenário com maior chuva

Para o caso em que haverá chuva para a utilização de usinas térmicas para geração de energia, a utilização de usinas térmicas terá um custo imediato alto, bem como um alto custo futuro.

Uma vez que há água nos reservatórios e chove, haverá um desperdício de água, pois a cheia do reservatório provocará o vertimento das águas. No longo prazo este desperdício energia pode custar caro.

Aqui o desperdício fará com que a energia fique mais cara, quando há a possibilidade de evitar isso acontecer.

  • Cenário sem chuva

Neste caso, o uso da energia através da Usinas Térmicas, apesar de ser mais caro, será vantajoso, pelo fato de ser melhor manter os reservatórios em seus níveis para garantir a segurança energética oferecida pelas hidrelétricas.

Isso acarretará num custo de produção mais alto de energia, se traduzindo em uma fatura de energia mais cara para os consumidores, que serão faturados na bandeira vermelha.

Todavia, a conservação dos níveis de água para um futuro cenário de estiagem é importante para garantir a segurança da geração.

Contudo, é importante deixar claro que pelo fato de depender do clima para a tomada de decisão, nem sempre é possível realizar uma operação de maneira ideal.

Operação de Usinas Térmicas

Chegamos ao fim do nosso artigo!

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Até o próximo artigo!

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