• VOLTAR
  • Imprimir
  • ENVIAR
  • A+ A-
Modelo CONFINT incorpora cálculo do novo critério de garantia de suprimento de potência para estudos de planejamento da expansão e da operação do SIN

Detalhes: Notícias

Modelo CONFINT incorpora cálculo do novo critério de garantia de suprimento de potência para estudos de planejamento da expansão e da operação do SIN

17-08-2020

O modelo CONFINT, desenvolvido pelo Cepel para avaliação da confiabilidade de sistemas hidrotérmicos interligados de grande porte, passou a contar com novas funcionalidades, dentre elas o cálculo do índice probabilidade de perda de carga anual (LOLP anual), e o cálculo do valor esperado da potência não suprida (PNS), condicionado ao nível de confiança de a% - CVaRa%( mensal e anual). A implementação foi realizada para atender ao novo critério geral de garantia de suprimento para aferição da adequabilidade do atendimento à energia e à potência do Sistema Interligado Nacional (SIN), definido pelo Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), em dezembro de 2019, por meio da Resolução CNPE n0 29, e cujos parâmetros foram estabelecidos pelo Ministério de Minas e Energia (MME), através da Portaria MME n0 59, de 20 de fevereiro de 2020.


De acordo com a pesquisadora Thatiana Justino, gerente do projeto CONFINT, a aferição para adequabilidade no atendimento à potência deve estar alinhada à do atendimento à energia, a ser realizada por meio da análise de confiabilidade multi-área (ou de sistemas interligados), e, neste sentido, o modelo CONFINT é uma ferramenta apropriada para tal avaliação. “Como o modelo permite a leitura das potências unitárias das usinas hidrelétricas, obtidas pelo processamento sequencial dos modelos NEWAVE e SUISHI, também desenvolvidos pelo Cepel, o CONFINT torna-se especialmente adequado para sistemas com predominância hidrelétrica, como é o caso do sistema brasileiro”, ressalta.


A pesquisadora elucida o que mudou com a nova resolução. No que diz respeito à aferição da adequabilidade no atendimento à energia no SIN, os critérios e métricas passaram a ser: o valor esperado de insuficiência da oferta de energia (Energia Não Suprida - ENS), condicionado ao nível de confiança de 99%, CVaR99%(ENS), calculado em base anual, limitado a 5% da demanda anual por energia do SIN; e o valor esperado do Custo Marginal de Operação (CMO), condicionado ao nível de confiança de 90%, CVaR90%(CMO), calculado em base mensal, limitado a R$ 800/MWh para cada subsistema.


Já para a aferição da adequabilidade no atendimento à potência, os novos critérios e métricas são: o risco explícito de insuficiência de oferta de potência (LOLP), calculado em base anual, limitado a 5% para o SIN; e o valor esperado de insuficiência da oferta de potência (PNS – Potência Não Suprida), condicionado ao nível de confiança de 95%, CVaR95%(PNS), calculado em base mensal, limitado a 5% da demanda máxima instantânea do SIN.


Índices de confiabilidade e outras implementações no CONFINT


Thatiana explica que os índices de confiabilidade são calculados analiticamente pelo método de Integração Direta ou por simulação Monte Carlo. O CONFINT calcula, além dos índices de confiabilidade básicos - como a LOLP e o valor esperado de potência não suprida (EPNS), os índices de frequência e duração (F&D) - como a frequência de perda de carga (LOLF) e o valor esperado de duração de perda de carga (LOLD). “Em adição aos índices de confiabilidade mais conhecidos, o CONFINT calcula os índices de sensibilidade das interligações, que identificam quais podem contribuir para a redução dos índices de confiabilidades globais no caso de reforços dos troncos de interligação”, afirma.


Segundo Thatiana, até a alteração do critério de garantia de suprimento, estes índices eram calculados somente em base mensal ou semanal, dependendo do tipo de estudo realizado. A pesquisadora comenta sobre outras implementações realizadas no CONFINT, além da incorporação do cálculo do índice LOLP anual e do CVaRa%(PNS) mensal e anual. “Como a resolução do CNPE prevê que o MME deverá avaliar periodicamente a necessidade de revisão dos parâmetros associados às métricas de risco estabelecidas, optamos por não fixar o nível de confiança (a) da métrica CVaR, dando mais liberdade para o usuário realizar as suas análises. Além disso, a métrica CVaRa%(PNS) é apresentada em percentual da demanda máxima e também em MW. Além dos índices para o sistema interligado, também são disponibilizados os índices por subsistemas e para o sistema barra única (sem considerar a rede de transmissão). Também, foram implementados o cálculo do índice LOLE anual, associado à LOLP anual, e dos índices EPNS anual, EENS (valor esperado da energia não suprida) anual e CVaRa%(ENS) mensal e anual”.


Representação das interligações e das renováveis intermitentes


Além da necessidade de modelar falhas de unidades geradoras, perda de potência por deplecionamento dos reservatórios e a curva de carga do sistema, um aspecto relevante na aferição do atendimento à ponta do sistema, diz respeito à representação adequada dos troncos de interligação, incluindo falhas e limites de capacidade nos intercâmbios de potência entre os diversos subsistemas ou regiões interligadas - quem afirma é o pesquisador Albert Melo, membro da equipe do projeto CONFINT. E complementa: “As interligações têm um papel fundamental na capacidade de transferência de potência entre as diversas regiões e, inclusive, na alocação e localização das reservas de potência operativa (RPO). Por exemplo, entre o final de 2017 e meados de 2019, em função das condições hidroenergéticas na bacia do rio São Francisco, o controle automático de geração da região Nordeste teve que ser desligado, e a RPO do Nordeste foi alocada principalmente no Sudeste, implicando a necessidade de alocação de folga no fluxo de recebimento da região nordeste”.


De acordo com o pesquisador, no caso do modelo CONFINT, o sistema de potência é modelado por um problema de programação linear especial, denominado fluxo em redes com arcos capacitados, e as configurações dos subsistemas e interligações podem ser gerais, e estão aderentes àquelas utilizadas nos estudos de planejamento da expansão e da operação. Adicionalmente, para dar maior versatilidade ao cálculo das novas métricas, também foi implementada, para estudos que utilizem a simulação estocástica, a técnica de amostragem estratificada, no caso, por séries hidrológicas.


Segundo Albert, devido ao comportamento intermitente das fontes eólica e solar, torna-se ainda mais importante a análise da capacidade de atendimento à ponta de um sistema interligado como o brasileiro, e o modelo CONFINT pode auxiliar neste estudo. “A representação das fontes renováveis intermitentes vem sendo aprimorada também no modelo CONFINT. Este desenvolvimento é de grande relevância, devido ao aumento da participação destas fontes na matriz elétrica brasileira”, afirma.


Integram a equipe de desenvolvimento do modelo, além de Thatiana e Albert, os pesquisadores José Francisco Pessanha e Valk Castellani, este último responsável pelo desenvolvimento da interface gráfica do CONFINT no Sistema ENCAD.