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Treinamento apresenta novas funcionalidades do modelo computacional CONFINT

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Treinamento apresenta novas funcionalidades do modelo computacional CONFINT

30-07-2018

O Departamento de Otimização Energética e Meio Ambiente (DEA) do Cepel promoveu, em julho, na Unidade Fundão, mais uma edição do treinamento sobre o modelo computacional CONFINT. Desenvolvido no âmbito de projeto de pesquisa homônimo, da Carteira de Projetos Institucionais com as empresas Eletrobras, o modelo é voltado à avaliação da confiabilidade de sistemas hidrotérmicos interligados. Participaram do curso representantes de Furnas e Empresa de Pesquisa Energética (EPE).


A pesquisadora Thatiana Conceição Justino, uma das instrutoras do curso, explica a relevância do modelo para o planejamento do sistema elétrico brasileiro. “O planejamento da expansão de um sistema de geração de energia elétrica deve ser realizado em duas etapas: planejamento para atendimento da demanda de energia prevista e planejamento para atendimento da ponta (demanda máxima de potência) prevista. O CONFINT pode ser utilizado na segunda etapa do processo de planejamento da expansão”, afirma.


De acordo com a pesquisadora, o modelo também pode ser utilizado para estimar a carga crítica de potência, ou seja, a maior demanda de potência que um sistema de geração interligado pode atender, considerando um critério de suprimento de potência. Entre os subprodutos deste procedimento estão o valor esperado das sensibilidades em relação à localização de reforços de geração e de interligações. Estes resultados podem ser utilizados para auxiliar a indicação de reforços no sistema, nas situações em que a carga crítica de potência é inferior à demanda planejada.


No que diz respeito ao planejamento da operação, o CONFINT pode ser utilizado para avaliar o desempenho de uma determinada configuração do sistema na ocorrência de eventos aleatórios, como saídas forçadas (falhas) dos componentes do sistema, cenários hidrológicos e variação na carga.


Programa MODCAR


O treinamento foi dividido em duas partes. Na primeira, foi apresentada a metodologia utilizada pelo modelo CONFINT - características da avaliação de confiabilidade realizada pelo modelo, representação do sistema hidrotérmico e de seus componentes e métodos de avaliação da confiabilidade empregados no cálculo dos índices de confiabilidade. Na segunda, foram explicados os aspectos práticos desde a instalação do programa até sua execução. Foram apresentados os dados de entrada para o modelo, as funcionalidades da interface e os dados de saída (relatórios e gráficos).


A versão do modelo utilizada no curso foi a 6.3.2, que traz novas funcionalidades no módulo de modelagem da curva de carga – programa MODCAR (Modelagem Probabilística da Carga). “Além do método de agregação estatística Ward, a nova versão conta com o método K-Means para realizar o agrupamento da curva de carga, com a métrica percentual da inércia entre as classes, na inércia total dos dados, utilizada para aferir o desempenho de uma agregação da carga e com procedimentos para a realização de agregação com restrições na duração dos níveis de carga”, pontua Thatiana.


Sobre esses modelos, o pesquisador Albert Melo, membro da equipe, coloca que, quando dos primórdios do desenvolvimento pelo Centro de métodos de confiabilidade baseados em frequência e duração, houve a necessidade da representação da carga por diagramas de Markov. Segundo o pesquisador, isso ocorreu no final da década de 1980 e início de 1990, a partir das suas dissertação de mestrado e tese de doutorado.


“Daí surgiu o programa MODCAR, com esta finalidade. Em paralelo, iniciou-se o desenvolvimento do modelo CONFINT, havendo também a necessidade de se realizarem análises estatísticas de agrupamentos para considerar um número menor de patamares de carga, no âmbito do então Grupo Coordenador da Operação Interligada (GCOI), tendo o Programa MODCAR incorporado estas técnicas”.


Melo ressalta que, em seguida, com o surgimento do programa NH2 no âmbito do Grupo Coordenador de Planejamento do Sistema (GCPS), o MODCAR passou também a ser utilizado em estudos de planejamento de transmissão. “Passado todo este tempo, ambos os modelos, MODCAR e CONFINT, receberam recentemente aprimoramentos relevantes”, assinala.


O pesquisador acrescenta que o programa MODCAR foi utilizado no âmbito da Comissão Permanente de Análise de Metodologias e Programas Computacionais do Setor Elétrico (CPAMP), coordenada pelo Ministério de Minas e Energia (MME), para definição dos novos patamares de carga para os subsistemas Sudeste/Centro-Oeste, Sul, Nordeste e Norte utilizados pelos modelos de planejamento da expansão e operação, isto é, modelos NEWAVE1 e DECOMP2. O Relatório da CPAMP, baseado em Relatório Técnico do Cepel, foi objeto de consulta pública, e os novos patamares deverão ser utilizados em estudos oficiais a partir de janeiro de 2019.


Confiabilidade de Sistemas Interligados


O modelo CONFINT avalia a confiabilidade de sistemas hidrotérmicos interligados com predominância hidrelétrica. Neste modelo, o sistema de potência é representado por um modelo de fluxo linear em redes, e a análise de adequação dos estados do sistema é realizada através do Teorema do Fluxo Máximo - Corte Mínimo.


Os índices de confiabilidade são calculados analiticamente pelo método de Integração Direta ou por simulação estocástica (simulação Monte Carlo). Este programa calcula os índices de confiabilidade básicos, como a probabilidade de perda de carga (LOLP - Loss of Load Probability), o valor esperado de potência não suprida (EPNS - Expected Power Not Supplied) e os índices de frequência e duração (F&D), como a frequência de perda de carga (LOLF - Loss of Load Frequency) e o valor esperado de duração de perda de carga (LOLD - Loss of Load Duration). Em adição aos índices de confiabilidade mais conhecidos, o CONFINT calcula o índice de sensibilidade das interligações que identifica quais podem contribuir para a redução dos índices de confiabilidades globais no caso de reforços dos troncos de interligação.


“Para realizar a avaliação da confiabilidade a partir do modelo CONFINT são necessários dados da configuração do sistema, como subsistemas, interligações entre os subsistemas, usinas hidrelétricas e térmicas que compõem o sistema, dados de disponibilidade hidrelétrica por cenário hidrológico, dados de estatística de falha dos componentes do sistema, dados de manutenção programada e dados de carga, além dos parâmetros do método que será utilizado para calcular os índices de confiabilidade”, elucida Thatiana.


Quanto à utilização do CONFINT diante da crescente entrada no sistema de fontes intermitentes, como a solar e a eólica, a pesquisadora afirma: “As fontes intermitentes renováveis são representadas através da previsão da geração destas fontes para cada estágio do período de estudo. Devido a seu comportamento intermitente, torna-se mais importante a análise da capacidade de atendimento à ponta do sistema, e o modelo CONFINT pode auxiliar neste estudo”.


Além de Thatiana Conceição Justino e Albert Melo, integram a equipe do projeto CONFINT a pesquisadora Maria Elvira Maceira e o pesquisador Luiz Guilherme Marzano. O pesquisador Ricardo Caldas (DEA), responsável pelo desenvolvimento da interface gráfica do CONFINT no Sistema ENCAD3, foi um dos instrutores do treinamento.

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1NEWAVE - Modelo de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos Interligados de Longo e Médio Prazo
2 DECOMP - Modelo de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos Interligados de Curto Prazo
3 ENCAD - Sistema de Encadeamento de Modelos Energéticos