Um Novo Modelo para o Setor Elétrico Brasileiro

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Anexo 2 A relevância dos modelos de otimização e simulação do sistema hidrelétrico brasileiro* MWmédio 21000 18000 15000 12000 9000 6000 3000 0 30-Mar-01 Balanço Energético - Nordeste 29-Abr-01 30-Mai-01 29-Jun-01 30-Jul-01 29-Ago-01 29-Set-01 29-Out-01 29-Nov-01 Geração hidro ENA balanço ENA bruta ONS Armazenamento 29-Dez-01 Figura A.12.2 – Balanço Energético x Cálculo da ENA pelas Vazões Naturais No caso do cálculo da ENA líquida as dificuldades são maiores. A distribuição irregular da chuva numa grande bacia, somada a diferenças na capacidade de regularização dos reservatórios, em função de sua distribuição espacial, causa distorções no cálculo de sistemas agregados. Como exemplo, podemos citar um evento ocorrido recentemente onde os resultados dos modelos Newave/Decomp causaram inconsistências. Em janeiro de 2002 foi programado um recebimento de 1300 MWmédios pelo sistema Nordeste, que apresentava apenas 38% de armazenamento, mas as altas afluências à jusante de Sobradinho causaram o aumento de geração no Complexo Paulo Afonso e Xingó que somados já atendiam a demanda do sistema. Como consequência o intercâmbio recebido foi próximo de zero durante algumas semanas. O sistema Norte que apresentava vertimento não pode transferir energia para ser armazenada no Nordeste que apresentava baixo armazenamento pois ocorreria vertimento no baixo São Francisco. A.12.3. DETALHAMENTO E QUALIDADE DOS DADOS O maior detalhamento possível e a melhoria da qualidade dos dados físicos das usinas leva a um desempenho superior na modelagem dos sistemas hidrelétricos. A falta de uma base de dados única e coerente para o setor é permanente fonte de erros. Iniciativas passadas de elaboração de um banco de dados único do setor fracassaram. Tem-se utilizado como referência os arquivos de entrada do Newave e Decomp, mas estes são arquivos de formato binário que estão sujeitos a alterações periódicas dos dados e sem transparência da validade dessas alterações. É comum encontrar no cadastro dados estimados à época do projeto de usinas, construídas há muitos anos, sem que os dados históricos tenham sido usados na sua aferição. A seguir apresentam-se os principais dados que interferem significativamente nos resultados dos modelos. 29-Jan-02 28-Fev-02 31-Mar-02 30-Abr-02 31-Mai-02 30-Jun-02 31-Jul-02 30-Ago-02 30-Set-02 30-Out-02 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 A.2.3 % volume
Anexo 2 A relevância dos modelos de otimização e simulação do sistema hidrelétrico brasileiro* A.12.3.1. CURVA COTA X VAZÃO DO CANAL DE FUGA DAS USINAS: O setor tem negligenciado no acompanhamento de leituras de nível do canal de fuga nas usinas. Usualmente esse dado não é coletado juntamente com as demais leituras ou com a periodicidade horária. A figura A.12.3 apresenta a aferição da curva de projeto (azul claro) com leituras do nível do canal de fuga para ampla faixa de vazões defluentes, com polinômio ajustado (vermelho). Os erros chegam a superar dois metros que corresponde a erros na potência gerada acima de 10%. CURVA COTA X VAZÃO DO CANAL DE FUGA DE TAQUARUÇU PERÍODO 1993 /2000 267,00 266,00 N í 265,00 v e 264,00 l 263,00 F d u o 262,00 g a C 261,00 a m n 260,00 a l 259,00 d e 258,00 257,00 y = -1,88499E-08x 2 + 7,66800E-04x + 2,58047E+02 R 2 = 9,86810E-01 Curva de Projeto 256,00 256,00 0 3000 6000 9000 12000 15000 Vazão Defluente (m3/s) Curva Observada Figura A.12.3 – Curva cota x vazão do canal de Taquaruçu A consideração de um nível médio do canal de fuga em substituição ao nível variável com a defluência causa sérios prejuízos aos resultados dos modelos. Essa simplificação na representação das usinas é severa no caso das usinas fio d’água, onde a perda de queda deve-se ao afogamento do canal de fuga com as altas defluências do período úmido. A.12.3.2. CURVA DE ENGOLIMENTO MÁXIMO EM FUNÇÃO DA QUEDA BRUTA O circuito hidráulico de uma usina funciona como um tubo curto, com a vazão turbinada controlada pela abertura do distribuidor. A figura A.12.4 mostra as curvas de vazão e potência máximas em função da queda bruta. Observando-se as curvas da esquerda para a direita, com o distribuidor totalmente aberto a vazão máxima que passa pela turbina é crescente com a queda bruta (curva azul) acarretando uma potência crescente com a queda bruta (curva vermelha). Quando essa potência da turbina atinge o limite do gerador e demais componentes elétricos é necessário fechar parcialmente o distribuidor para impedir danos ao gerador. Dessa forma, a partir de uma certa queda, usualmente chamada de queda efetiva, mantém-se a potência constante com o fechamento progressivo do distribuidor, acarretando a redução acentuada na vazão turbinada. Alguns modelos utilizam o engolimento máximo constante (curva azul tracejada) acarretando erros sensíveis com a variação da queda. As setas indicam esses erros que podem superar 10% para variação extrema da queda. 267,00 266,00 265,00 264,00 263,00 262,00 261,00 260,00 259,00 258,00 257,00 A.2.4
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1.3.4. BIBLIOGRAFIA ADICIONAL Para
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