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Programa computacional AnaHVDC, do Cepel, pode trazer grandes vantagens para o planejamento da operação e da expansão do sistema

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Programa computacional AnaHVDC, do Cepel, pode trazer grandes vantagens para o planejamento da operação e da expansão do sistema

02-10-2020

O programa computacional AnaHVDC é uma solução inovadora, única no mundo. O destaque foi feito pelos convidados do webinar realizado pelo Cepel, no dia 30 de setembro, para apresentar a ferramenta e ouvir o ponto de vista de seus futuros usuários. O AnaHVDC está sendo desenvolvido pelo Centro para simular o comportamento dinâmico de sistemas elétricos de potência de grande porte com múltiplos elos de corrente contínua em situação de multi-infeed, com foco na verificação da ocorrência de falhas de comutação. E são inúmeras suas potenciais aplicações no planejamento da operação e no planejamento da expansão da geração de energia elétrica.

 

O webinar foi aberto pelo diretor-geral do Cepel, Amilcar Guerreiro, o diretor de Transmissão da Eletrobras, Marcio Szechtman, e o diretor de Planejamento do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), Alexandre Nunes Zucarato. Os pesquisadores do Centro Leonardo Pinto de Almeida, gerente do projeto AnaHVDC, e Sergio Gomes Júnior, fizeram apresentações técnicas sobre a nova ferramenta. Já o gerente executivo da Diretoria de Planejamento do ONS, Mauro Pereira Muniz, e o analista de Pesquisa Energética da Superintendência de Transmissão da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), Dourival de Souza Carvalho Júnior, avaliaram os possíveis reflexos da utilização do AnaHVDC no planejamento da operação e da expansão do Sistema Interligado Nacional (SIN). O pesquisador Flávio Rodrigo de Miranda Alves, chefe do Departamento de Redes Elétricas do Cepel, foi o moderador do evento, que contou com um pico de 218 participações simultâneas.

 

“Cerca de 20 GW da potência do país hoje trafegam pelas redes de corrente contínua. Uma potência importante. Estes 20 GW chegam todos no sistema Sudeste. Esse é um problema, cuja solução, da forma que está proposta, é um caso único no mundo”, considerou Amilcar Guerreiro. A perspectiva, segundo Guerreiro, é que o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), fortes parceiros do Cepel, utilizem bastante os resultados do projeto AnaHVDC.

 

Referindo-se ao Cepel como um “genuíno patrimônio nacional” da sociedade brasileira, Marcio Szechtman afirmou que “o AnaHVDC é mais um exemplo do enorme potencial e da contribuição do Cepel ao setor elétrico brasileiro”. E completou: “O Cepel e seu futuro não estão nas mãos da Eletrobras. Estão nas nossas mãos. Esperamos que o exemplo do AnaHVDC, único e inovador, inspire todos nós a continuar apostando na capacidade do Cepel. O Cepel é de todos nós.”

 

Neste contexto, Alexandre Zucarato ressaltou a longeva parceria entre o Operador e o Cepel, afirmando que, há anos, o Centro aporta sua tecnologia em vários processos da entidade setorial, fornecendo modelos para estudos energéticos, estudos elétricos, programação mensal, programação diária, sistema de supervisão em tempo real. O executivo contextualizou as expectativas em torno do AnaHVDC: “O futuro nos reserva um setor cada vez mais dinâmico e complexo de ser operado. Elos em corrente contínua, inserção de fontes variáveis conectadas por inversores. A flexibilidade passa a ser um atributo superimportante neste futuro e, com estas novas tecnologias conectadas à rede, é fundamental uma ferramenta que nos permita olhar, com maior precisão, para estes fenômenos. É aí que entra esta solução única no mundo, no estado da arte, o AnaHVDC”.

 

O projeto AnaHVDC


De acordo com o pesquisador Sergio Gomes Júnior, a principal motivação para o desenvolvimento do projeto AnaHVDC foi o aumento do número de injeções dos elos de corrente contínua na região Sudeste. Antes era só Itaipu, e passou-se a ter o Madeira e Belo Monte, totalizando aproximadamente 20 GW. Além disso, a operação passou a ser feita em paralelo à rede de corrente alternada, e o SIN tornou-se um sistema com múltiplas alimentações em corrente contínua, caracterizando a situação de multi-infeed.

 

“O principal problema do multi-infeed é a falha de comutação. Podemos ter falhas provocadas de uma conversora para outra, simultâneas e, às vezes, reincidentes, e isso pode levar a múltiplas interrupções transitórias da potência, provocando, inclusive, blackout. Portanto, é importante estudar estes fenômenos para termos uma operação segura e econômica”, explicou Gomes Júnior, que também abordou as vantagens e desvantagens do uso independente e combinado dos programas Anatem e PSCAD para este tipo de estudo e a metodologia adotada no AnaHVDC, baseada na Teoria de Fasores Dinâmicos.

 

O pesquisador Leonardo Pinto de Almeida assinalou que o projeto AnaHVDC conta com uma equipe multidisciplinar de pesquisadores do Cepel, abrangendo computação científica de alto desempenho, modelagem de sistemas de potência, experiência em estudos e análises integradas, dentre outros campos de atuação. O desenvolvimento do programa é balizado pelos resultados da formação acadêmica e da produção técnico-científica dos pesquisadores, iniciadas ainda no início da década de 2000.

 

“O AnaHVDC é inédito porque é o único programa computacional no mundo que permite a simulação completa de um sistema de grande porte como o SIN. [...] Com o programa , o analista será capaz de verificar a estabilidade transitória do sistema, com maior precisão na detecção e representação da falha de comutação nos elos HVDC e de suas interações com os modos inter-áreas. Espera-se, também, realizar estudos convencionais de transitórios eletromagnéticos de manobra, sem a necessidade de criação de equivalentes, bem com uma integração com o PSCAD para utilização dos modelos dos elos de corrente contínua fornecidos pelos fabricantes, e a integração com o RTDS e OPAL-RT, para simulação em tempo real”.

 

Potenciais usos do AnaHVDC

 

Mauro Pereira Muniz comentou sobre o grande desafio que é lidar com as falhas de comutação múltiplas e seus efeitos, que podem impactar até mesmo o custo da energia. Atualmente, o ONS utiliza o PSCAD e o Anatem para esta avaliação, o que implica um grande esforço da equipe. Em busca de uma solução que otimizasse este trabalho, o Operador acabou conhecendo o AnaHVDC. “Ficamos bastante motivados com o projeto, tanto que, hoje, o ONS participa da iniciativa, inclusive com aporte financeiro, para poder acelerar este desenvolvimento e atender às nossas necessidades”, disse em menção à cooperação técnico-científica firmada com o Cepel recentemente.

 

Sobre a possibilidade de integração do AnaHVDC com o RTDS e OPAL-RT, Mauro acredita que traga vantagens imensas, como a possibilidade de representar a rede em suas diversas configurações, sem a necessidade de equivalentes, ganhos de precisão nos resultados e a redução de custos em hardware. O executivo vê no AnaHVDC potencial para realização de uma série de estudos do ONS. “O AnaHVDC é, de fato, uma ferramenta única no mundo. A potencialidade de aplicação é imensa.[...] Temos vários planos para o futuro. Estamos construindo no planejamento estratégico do ONS possibilidades de aumentar a parceria com o Cepel , aproximar as equipes para desenvolver outras funcionalidades do AnaHVDC, de tal sorte que, num futuro breve, possamos usar a ferramenta para multi-infeed e outros fins”.


Para Dourival de Souza Carvalho Júnior, o grande desafio no momento é planejar o sistema para que quando haja uma falha de comutação, numa situação de multi-infeed, ele possa se recuperar. Um desafio de grande complexidade, que não é só do Brasil, mas de vários outros países, como China, Índia e Canadá.

 

Dourival citou as etapas do estudo de planejamento para elencar o potencial de uso do AnaHVDC. “O AnaHVDC tem potencial para antecipar uma série de resultados da fase inicial de estudos, possibilitar uma ampla representação da rede de corrente alternada e corrente contínua, bem como de geradores e controles. Além disso, pode integrar-se a outros programas do Cepel, ampliar a análise de interação com outros elos HVDC, facilitar a investigação de multicenários e contingências, em virtude da complexidade cada vez maior do sistema, e possibilitar a elaboração de casos bases de referência”, sintetizou.

 

Uma seção de perguntas e respostas encerrou o evento. Em breve, clique aqui para assistir ao webinar.