Legislação Actual sobre Produção em Regime Especial · e um nível de penetração crescente é...

Legislação Actual sobre Produção em Regime EspecialAdequação Técnica

Sérgio Tiago Sarmento da Fonseca

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre emEngenharia Electrotécnica e de Computadores

JúriPresidente: Prof. Doutor Paulo José da Costa BrancoOrientador: Prof.a Doutora Célia Maria Santos Cardoso de JesusVogais: Prof.a Doutora Maria Eduarda de Almeida Pedro

Abril de 2010

Agradecimentos

Quero agradecer de forma especial aos meus pais, que me encorajaram, aconselharam, e

suportaram durante todo este caminho.

Agradeço ainda à responsável pela orientação deste trabalho, Professora Doutora Célia Maria

Santos Cardoso de Jesus, pela confiança depositada em mim, pelo sua disponibilidade e papel

de guia, e pela liberdade que me deu na abordagem da matéria.

Abstract

It is expected that increasing amounts of new generation, based on renewable sources, will be

connected to the Portuguese electrical power system in the near future.

This thesis starts from the observation that today’s legislation does not prevent a massive

connection to the grid from this production sources.

The author starts with a small state of the art of the electrical production in Portugal and its

different sources, to point out the large development of renewable energy production in satisfying

the demand. This state of the art is followed by a summarization of today’s technical legislation.

A small network is developed in order to examine the consequences of a massive penetration of

distributed generation in the grid. To do the latest, production profiles are created and a progres-

sive penetration of renewable production sources is simulated. An overview of the impact of such

penetration on voltage, losses, quality and stability is given.

In the final chapter, some solutions and amendments are suggested, in an attempt to correct

and prevent future problems.

Keywords

Distributed Generation Resources (DG) , Legislation, Security, Stability.

iii

Resumo

Espera-se um grande aumento na potência de geração eléctrica baseada em recursos reno-

váveis, ligada ao sistema eléctrico Português num futuro próximo.

Este trabalho começa da observação que a legislação actual não previne uma ligação em

massa à rede deste tipo de produção.

Inicia-se este trabalho com um pequeno estado de arte da produção energética em Portugal,

e dos seus diferentes recursos. Este estado de arte é seguido por um pequeno sumário histórico

da legislação aplicada à produção energética baseada em recursos renováveis. Um pequena

rede é desenhada de forma a analisar as consequências de um grande nível de penetração de

produção em regime especial na rede. Para fazer essa análise, são criados perfis de produção

e um nível de penetração crescente é simulado. Após esta análise, é discutido o impacto deste

aumento do nível de penetração na tensão, perdas de energia, qualidade e estabilidade.

No capítulo final, na tentativa de corrigir e prevenir eventuais problemas futuros, algumas

soluções e emendas são sugeridas.

Palavras Chave

Produção em Regime Especial (PRE) , Legislação, Segurança, Estabilidade.

v

Conteúdo

1 Introdução 3

1.1 Contexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Título . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.3 Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.4 Contribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.5 Estrutura da Dissertação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Situação Actual 7

2.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2 Repartição da produção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3 Produção em Regime Especial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.1 Estatísticas da PRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Legislação 13

3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2 Evolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.3 Aspectos Técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.3.1 Condições técnicas gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.3.1.A Potência de ligação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.3.1.B Factor de potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.3.1.C Distorção harmónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.3.2 Condições técnicas especiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.2.A Ligação de geradores síncronos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.2.B Ligação de geradores assíncronos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.2.C Fornecimento de energia reactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.3.3 Protecções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.3.4 Regime de neutro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4 Caso de Estudo 21

4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

vii

Conteúdo

4.2 Rede de estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.3 Ferramenta de simulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.4 Testes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.4.1 Energia Reactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.4.1.A Cenários de exploração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.4.1.B Nível de Penetração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.4.2 Outros aspectos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5 Resultados 29

5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.2 Referência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.3 Impacte do nível de penetração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.3.1 Perfil de tensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.3.1.A Inverno húmido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.3.1.B Inverno seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.3.1.C Verão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.3.2 Perdas activas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.3.2.A Inverno húmido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.3.2.B Inverno seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.3.2.C Verão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.3.3 Perdas reactivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.3.3.A Inverno húmido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.3.3.B Inverno seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.3.3.C Verão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.4 Redução da potência reactiva produzida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.4.A Perfil da tensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3.4.B Perdas activas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.3.4.C Perdas reactivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5.4 Situação real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.5 Outros aspectos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.5.1 Ligação de geradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.5.1.A Metodologia da simulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.5.1.B Estudo N-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.5.1.C Arranque geradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.5.1.D Protecções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

6 Conclusões 55

viii

Conteúdo

A Dados da rede 59

A.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

A.2 Dados dos elementos constituintes da rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

A.2.1 Barramentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

A.2.2 Geradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

A.2.3 Linhas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

A.2.4 Transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

B Plataforma de simulação 63

B.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

B.2 Características do PSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

B.2.1 Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

B.2.2 Biblioteca Simulink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

B.2.3 Conversão de dados e modelos definidos pelo utilizador . . . . . . . . . . . 66

B.3 Modelos e algoritmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

B.3.1 Modelo do sistema de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

B.3.2 Power Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

B.4 Obtenção e apresentação de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

B.5 Referência final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

ix

Conteúdo

x

Lista de Figuras

2.1 Evolução da potência instalada em Portugal [15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2 Repartição da produção eléctrica (2008-2009) [15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 Contribuição anual PRE [13]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.4 Energia anual entregue à rede por tecnologia [GWh] [13] . . . . . . . . . . . . . . 12

2.5 Peso da PRE na potência instalada do SEN [%] [13] . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.1 Rede de AT estudada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1 Perfil de tensão nas centrais, na ponta e vazio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.2 Perfil de tensão nas subestações, no período de ponta e vazio. . . . . . . . . . . . 31

5.3 Perfil de tensão nos barramentos das centrais, para período de ponta e vazio, no

cenário de Inverno húmido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.4 Perfil de tensão nos barramentos das subestações, para período de ponta e vazio,

no cenário de Inverno húmido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32


cenário de Inverno seco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33


no cenário de Inverno seco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33


cenário de Verão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34


no cenário de Verão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

5.9 Variação das perdas activas para período de ponta e vazio em função do nível de

penetração, no cenário de Inverno húmido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35


penetração, no cenário de Inverno seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35


penetração, no cenário de Verão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.12 Variação das perdas reactivas para período de ponta e vazio em função do nível

de penetração, no cenário de Inverno húmido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

xi

Lista de Figuras


de penetração, no cenário de Inverno seco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37


de penetração, no cenário de Verão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.15 Perfil da tensão no cenário de Inverno húmido, com tg(ϕ)=0,2 e tg(ϕ)=0,4. . . . . 39

5.16 Perfil da tensão no cenário de Inverno seco, com tg(ϕ)=0,2 e tg(ϕ)=0,4. . . . . . . 39

5.17 Perfil da tensão no cenário de Verão, com tg(ϕ)=0,2 e tg(ϕ)=0,4. . . . . . . . . . . 40

5.18 Variação das perdas activas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível de



penetração, no cenário de Inverno seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41



5.21 Variação das perdas reactivas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível de



penetração, no cenário de Inverno seco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42



5.24 Evolução das tensões, nas subestações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

5.25 Potência reactiva gerada pelos parques telemedidos pela REN durante o dia 23 de

Março de 2008. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

5.26 Diagrama de carga no dia 23 de Março de 2008 [21]. . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.27 Saldo de Interligação durante o dia 23 de Março de 2008 [21] . . . . . . . . . . . . 45

5.28 Frequência de um gerador de uma grande central(1000 MW), depois de um gera-

dor ser desligado (escala longa duração) [25] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.29 Frequência de um gerador de uma grande central(1000 MW), depois de um gera-

dor ser desligado (escala curta duração do gerador da figura 5.28) [25] . . . . . . 49

5.30 Frequência de um gerador de uma central(130 MW), depois de um gerador vizinho

ser desligado (escala curta duração) [25] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.31 Frequência de um gerador de uma grande central(900 MW), que normalmente

abastece uma grande centro consumidor através da linha desligada. (escala curta

duração) [25] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.32 Frequência de um gerador de uma central(300 MW), perto do grande centro con-

sumidor após a linha ser desligada (escala curta duração) [25] . . . . . . . . . . . 51

5.33 Frequência do gerador da figura 5.32, depois de atingido um novo estado estacio-

nário. [25] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

xii

Lista de Figuras

5.34 Queda de tensão no arranque de um gerador assíncrono. [30] . . . . . . . . . . . 52

B.1 Esquema sinóptico do PSAT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

B.2 Biblioteca PSAT-Simulink. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

B.3 Rede de estudo na plataforma de simulação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

B.4 Menu principal da plataforma PSAT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

B.5 Janela Static Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

B.6 Janela de escolha do visualizador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

xiii

Lista de Figuras

xiv

Lista de Tabelas

2.1 Potência instalada no final de 2009 [15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Valores da contribuição anual da PRE, 2000-2009 [13] . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.1 Limites a respeitar na ligação dos geradores síncronos . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1 Dados da rede de AT analisada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.2 Produção distribuída . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.3 Valores de produção nos vários cenários [%]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.4 Valores de carga para diferentes níveis de penetração. . . . . . . . . . . . . . . . . 26

A.1 Dados dos barramentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

A.2 Dados dos geradores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

A.3 Dados das linhas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

A.4 Dados dos transformadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

xv

Lista de Tabelas

xvi

Lista de Acrónimos

PRE Produção em Regime Especial

SEP Sistema Eléctrico Público

DGEG Direcção Geral de Energia e Geologia

CUR Comercializador de Último Recurso

MT Média Tensão

AT Alta Tensão

MAT Muito Alta Tensão

RNT Rede Nacional de Transporte

RQS Regulamento da Qualidade de Serviço

NP Nível de Penetração

PSAT Power System Analysis Toolbox

REN Redes Energéticas Nacionais

SEN Sistema Eléctrico Nacional

1

Lista de Acrónimos

2

1Introdução

Contents1.1 Contexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Título . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.4 Contribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.5 Estrutura da Dissertação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3

1. Introdução

1.1 Contexto

Esta dissertação realiza-se num contexto de crescentes preocupações a nível energético.

A volatilidade dos combustíveis fósseis, a constante demanda para se atenuar a dependência

dos mesmos e as crescentes preocupações com a defesa do ambiente, a nível global, tornam

necessário um maior estreitamento entre a política energética e ambiental, por forma a viabilizar

o cumprimento dos compromissos internacionais, nomeadamente na limitação das emissões dos

gases que provocam o efeito estufa, em resultado da implementação da Convenção das Nações

Unidas para as Alterações Climáticas e do Protocolo de Kyoto, dela decorrente.

A forte aposta nacional no desenvolvimento dos recursos renováveis tem contribuído para

uma mais ampla utilização das fontes endógenas de energia e permitido uma maior articulação

entre as políticas da energia e do ambiente.

A corrente legislação não antecipa uma instalação generalizada, existem problemas técnicos

que podem surgir como, subidas de tensão, corrente, problemas de protecção e segurança.

Estes novos requisitos conduzirão a novos requisitos para os produtores e para os distribuidores.

Isto pode envolver a necessidade de novos equipamentos ou uma mudança na forma como a

rede é planeada e operada.

1.2 Título

A tese "Adequação da legislação actual à produção em regime especial" constitui uma análise

à adequação das condições técnicas da ligação de produção descentralizada renovável.

Entende-se por Produção em Regime Especial (PRE) a actividade licenciada ao abrigo de re-

gimes jurídicos especiais, no âmbito da adopção de políticas destinadas a incentivar a produção

de electricidade, nomeadamente através da utilização de recursos endógenos renováveis ou de

produção combinada de calor e electricidade.[19].

Para fazer a análise à adequação técnica da legislação efectuam-se testes numa rede com

forte presença de PRE.

1.3 Motivação

A publicação do Decreto-Lei n.o 312/2001(Decreto-Lei dos pontos de ligação), sujeitou a PRE

a novos procedimentos administrativos que visam melhorar o processo de atribuição de pontos

de ligação através de uma melhor gestão da rede pública, criando uma capacidade de recepção

adequada ao aproveitamento dos recursos endógenos.

Do ponto de visto técnico, a legislação que continua em vigor é o Decreto-Lei n.o 189/88,

com as alterações introduzidas pelo Decreto-Lei n.o 168/99, onde se estabelecem as condições

4

1.4 Contribuição

técnicas gerais e as condições técnicas especiais da ligação às redes do Sistema Eléctrico Pú-

blico (SEP) [14]

Será que 11 anos depois esta legislação contínua adequada à realidade da PRE? Será esta

a melhor solução para a gestão técnica da PRE que cada vez mais se expande e descentraliza?

Este trabalho é uma análise sobre a adequação técnica da legislação actual face aos desa-

fios energéticos que o nosso país enfrenta. Trata-se, em suma, de uma oportunidade única de

trabalho num tema, sem dúvida, bastante actual e aliciante.

1.4 Contribuição

Esta tese gira em torno de um tema que tem vindo a ser alvo de um grande ênfase a nível

governamental de modo a se cumprirem metas estabelecidas nacional e internacionalmente. O

tema é a produção em regime especial. Os objectivos principais são o estudo inicial da PRE em

Portugal e da legislação vigente em relação a esta, seguido do desenho de uma rede de forma

a incorporar tecnologia relevante de PRE e conseguir uma simulação de uma rede eléctrica

adequada ao estudo da adequação técnica da legislação.

A pesquisa elaborada resulta num estado actual, que tenta apresentar e tornar compreensível

o tema, focando dois tópicos essenciais, o estado actual da PRE em Portugal e a legislação actual

em relação a esta.

O foco de maior contributo pessoal é a rede desenhada para efectuar o estudo. Foi criada a

partir de uma rede existente no norte do país, em que os valores de geração e carga em muito

se aproximam aos da geração e consumo reais dessa rede. A criação de um modelo de rede

simples, que representa de forma correcta os fenómenos associados a um crescente nível de

penetração da produção em regime especial é de grande importância para o objectivo deste

trabalho.

Através das simulações que se levaram a cabo foram identificados alguns fenómenos que

poderão originar problemas de segurança. Estes fenómenos são corroborados por uma situação

real que é descrita. Como possível emenda são sugeridos alguns procedimentos e soluções que

se pensa poder reduzir e prevenir futuras situações.

1.5 Estrutura da Dissertação

Esta dissertação encontra-se dividida em seis capítulos e dois anexos. O primeiro e pre-

sente capítulo trata a introdução ao documento, onde se enquadra e explica o tema, aponta-se a

motivação e a contribuição do autor.

O capítulo 2 consiste numa análise à situação da produção de energia em Portugal. Explica-

se a evolução da potência instalada em Portugal, quer em termos gerais quer com repartição por

origem, e apresenta-se ainda a repartição da produção de energia para a satisfação do consumo

5

1. Introdução

dos dois últimos anos1. No fim deste capítulo, mostra-se também uma pequena estatística da

produção em regime especial em Portugal desde 2000.

Visto ser este um trabalho sobre a adequação técnica da legislação actual à produção em

regime especial, o terceiro capítulo aborda a evolução da legislação, com a explicação sumária

dos diferentes normativos. Os aspectos técnicos, gerais e especiais, que incidem sobre a ligação

da produção em regime especial à rede do SEP, são também apresentados e comentados.

O capítulo 4 trata da descrição genérica da plataforma de simulação, da rede de estudo e

das características dos seus elementos. Descreve-se ainda neste capítulo a metodologia uti-

lizada nas simulações efectuadas para estudar os aspectos considerados relevantes na actual

legislação.

No capítulo 5 apresentam-se e comentam-se os resultados obtidos nas simulações descritas

no capítulo anterior. Neste capítulo faz-se ainda referência a alguns estudos de análise dinâ-

mica e estudo de critérios de segurança, em redes com penetração de produção com base em

recursos renováveis distribuídos.

As conclusões do trabalho, bem como as perspectivas para trabalhos futuros constituem o

capítulo 6.

Por último os anexos tratam da descrição pormenorizada dos elementos da rede (Anexo A),

e da plataforma de simulação (Anexo B)

12008 e 2009

6

2Situação Actual

Contents2.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 Repartição da produção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3 Produção em Regime Especial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

7

2. Situação Actual

2.1 Introdução

O sector da produção tem sofrido uma importante evolução ao longo dos anos, as constantes

preocupações ambientais têm ditado que a Europa, e por conseguinte o governo Português,

adoptasse uma postura favorável a nível ambiental em relação à produção de energia, apostando

em soluções que minimizem o impacte inerente a esta.

A figura 2.1 ilustra a evolução da potência instalada em Portugal por origens da produção

de energia eléctrica no período 2005-2009. Pode-se observar a grande evolução da PRE que

passou para mais do dobro da sua potência instalada.

2388

5470

4578 4578

5852

6690

8528

8804 9110 8973 9217

0

2000

4000

6000

8000

10000

2005 2006 2007 2008 2009

MW PRE

Hidraúlica

Térmica

Ponta

Figura 2.1: Evolução da potência instalada em Portugal [15]

A tabela 2.1 apresenta com detalhe a potência instalada em Portugal, com a repartição por

origem. A potência instalada situa-se um pouco abaixo dos 17 GW, sendo que cerca de 11,3

GW correspondem a centrais de produção em regime ordinário (4,6 GW em hídrica e 6,7 GW

em térmica) e 5,5 GW correspondem a PRE (3,4 GW de eólica, 1,6 GW de cogeração e cerca

de 400 MW de pequena hídrica).

2.2 Repartição da produção

A repartição da produção de energia eléctrica em 2008 e 2009 pode ser vista na figura 2.2,

de notar que:

• A produção em regime especial abasteceu 29% do consumo, dos quais 15% se deveram

8

2.2 Repartição da produção

Tabela 2.1: Potência instalada no final de 2009 [15]POTÊNCIA INSTALADA [MW] 16 738

CENTRAIS HIDROELÉCTRICAS 4 578CENTRAIS TERMOELÉCTRICAS 6 690Carvão 1 776Fuel 1 476Fuel / Gás natural 236Gasóleo 165Gás natural 3 036POTÊNCIA INSTALADA PRE 5 479Produtores Térmicos 1 631Produtores Hidráulicos 405Produtores Eólicos 3 357Produtores Fotovoltaicos 75Produtores Energia das Ondas 2

às eólicas que reforçaram a potência em 700 MW.

• A produção térmica registou um valor semelhante ao do ano anterior representando 47%

do consumo.

• O gás natural reduziu em 1% a sua participação, em parte devido ao aumento da produção

hídrica que em 2009 registou um aumento de 3% do consumo abastecido em relação a

2008.

• O saldo importador reduziu para os 10%, isto deve-se, em parte, ao facto da produção em

regime especial e a grande hídrica terem aumentado a sua participação na satisfação do

consumo.

!

Saldo Importador!

10%!

PRE Outros!14%!

PRE Eólica!15%!

Hidráulica!14.%!

Carvão!23%!

Fuel!1%!

Gás!23%!

!""#$

Saldo Importador!

19%!

PRE Outros!12%!

PRE Eólica!11%!

Hidráulica!11%!

Carvão!21%!

Fuel!2%!

Gás!24.%!

!""%$

!

Saldo Importador!

10%!

PRE Outros!14%!

PRE Eólica!15%!

Hidráulica!14.%!

Carvão!23%!

Fuel!1%!

Gás!23%!

!""#$

Saldo Importador!

19%!

PRE Outros!12%!

PRE Eólica!11%!

Hidráulica!11%!

Carvão!21%!

Fuel!2%!

Gás!24.%!

!""%$

Figura 2.2: Repartição da produção eléctrica (2008-2009) [15]

9


2.3 Produção em Regime Especial

A produção em regime especial tem um tratamento específico para efeitos de rotulagem, uma

vez que se encontra ao abrigo de um regime legal próprio.

Considera-se PRE a actividade licenciada ao abrigo de regimes jurídicos especiais, no âm-

bito da adopção de políticas destinadas a incentivar a produção de electricidade, nomeadamente

através da utilização de recursos endógenos renováveis ou de tecnologias de produção combi-

nada de calor e electricidade[13].

Em síntese, no quadro legal vigente é considerada PRE a produção de energia eléctrica:

• Com base em recursos hídricos para centrais até 10 MVA e nalguns casos até 30 MW;

• Que utilize outras formas de energia renovável;

• Com base em resíduos (urbanos, industriais e agrícolas);

• Em baixa tensão, com potência instalada limitada a 150 kW;

• Por microprodução, com potência instalada até 5,75 kW;

• Através de um processo de cogeração.

A definição da política energética em Portugal é da responsabilidade do Governo, nomea-

damente através da Direcção Geral de Energia e Geologia (DGEG), pelo que no domínio da

produção em regime especial, a energia eléctrica vendida pela PRE, e que o Comercializador de

Último Recurso (CUR) é legalmente obrigado a adquirir, é remunerada de acordo com o estabe-

lecido em diplomas específicos aprovados pelo Governo.

Em resultado das políticas incentivadoras deste tipo de produção, este sector tem revelado

uma evolução muito significativa nos últimos anos.

2.3.1 Estatísticas da PRE

Nesta secção tenta-se mostrar, de forma genérica, a evolução da produção em regime espe-

cial ao longo dos últimos anos

A figura 2.3 mostra um pequeno histórico de anos completos, a partir de 20001, referente à

contribuição anual da PRE para a satisfação do consumo nacional, em percentagem, e entregas

anuais, em GWh.

Tabela 2.2: Valores da contribuição anual da PRE, 2000-2009 [13]2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

PRE / SEN [%] 6,5 6,4 6,9 8,6 9,8 13,7 17,8 20,3 22,8 28,9PRE [GWh] 2460 2552 2819 3682 4458 6549 8754 10174 11558 14387

1Dados actualizados até Abril de 2009.

10

2.3 Produção em Regime EspecialContribuição anual da PRE para a satisfação do Consumo [%] e Entregas anuais à rede [GWh]

01-03-2010ERSE - Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009PRE/S E N [%] 6,5 6,4 6,9 8,6 9,8 13,7 17,8 20,3 22,8 28,9PRE [GWh] 2460 2552 2819 3682 4468 6549 8754 10174 11558 14387

-1000

1000

3000

5000

7000

9000

11000

13000

15000

0

5

10

15

20

25

30

35

PRE

[

TWh]

PRE/SEN[

%]

Figura 2.3: Contribuição anual PRE [13].

A contribuição da PRE para a satisfação do consumo nacional em Portugal Continental é

apresentada na linha verde. Os valores correspondentes a cada um dos anos, que constam

da tabela 2.2, representam o quociente entre a produção anual da PRE e o consumo total do

Sistema Eléctrico Nacional (SEN) no mesmo ano.

Nota-se na figura 2.3 a grande evolução da contribuição da PRE, em nove anos, com um

aumento de cerca de 22%.

A evolução da energia entregue anualmente por tipo de tecnologia da PRE à rede eléctrica,

de 2000 até 2008, expressa em GWh, é representada no gráfico de barras 2.4. Os valores

correspondentes a cada um dos anos e a cada tecnologia podem ser lidos no eixo vertical e nas

linhas da tabela.

De salientar a extraordinária evolução da eólica que aumentou a sua energia entregue, no

período considerado, cerca de 49 vezes. A cogeração renovável também merece menção, uma

vez que aumentou a energia entregue cerca de 14 vezes. Já a hídrica PRE padece de grande

variabilidade, motivada pelas condições climatéricas.

O histórico de anos completos 2, da contribuição anual da PRE para a potência instalada do

SEN pode ser vista na figura 2.5. Os valores correspondentes a cada um dos anos, representam

o quociente entre a potência instalada da PRE e a potência total instalada no SEN no mesmo

período.

Como é possível verificar, o peso da produção em regime especial no sistema eléctrico na-

cional sofreu um acréscimo bastante apreciável desde 2000, aumentando cerca de 23%. Este

2De 2000 a 2009

11


2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Cog. Renov. 104,2 89,3 104,9 128,7 462,9 1331,1 1508 1565,4 1519,4 1542,6

Outra Coger. 1147,7 1087,1 1180,8 1549,7 2051,9 2539,5 2806,3 3252,3 3009,2 3586

Eólica 152,8 237,6 337,3 465,7 782,7 1728,2 2891,9 4017,9 5690,8 7469,5

Hídrica PRE 601,7 657,4 707,6 1038,7 694,9 393,3 991,8 697,3 658,8 816,2

RSU 446,7 442,2 448,4 456,3 412,7 471,5 460,3 425,3 441,4 457,6

Biomassa 6,9 20,7 39,4 43,1 54 59,7 71,3 148,6 146,2 304,8

Biogás 0,1 0,1 0,1 0,1 9 25,3 23,8 46,6 59,1 70,6

Fotovoltaica 0 0 0 0 0 0 0,3 20,4 33,4 139,5

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

[GWh]

Figura 2.4: Energia anual entregue à rede por tecnologia [GWh] [13]

aumento da potência instalada resulta dos incentivos legais e económicos da política ambiental

que o governo Português tem seguido.

Como é possível ver por estas breves estatísticas, a evolução da potência da PRE instalada

e, por consequência, da contribuição desta para a satisfação do consumo energético, tem sido

enorme. Este facto implica, não só, um forte investimento dos distribuidores, de forma a escoar

da melhor forma a energia produzida pelos produtores, mas implica também uma maior atenção

a eventuais problemas que a ligação de vários centros de PRE, ás redes do SEN, possa criar.

9,9 11,0 12,7 13,1

14,5

17,7

22,2 24,8

29,4

32,7

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

PR

E /

SE

N [%

]

Figura 2.5: Peso da PRE na potência instalada do SEN [%] [13]

12

3Legislação

Contents3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Evolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3 Aspectos Técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

13

3. Legislação

3.1 Introdução

O enquadramento jurídico nacional, aplicável à produção de energia eléctrica através de fon-

tes renováveis, tem sido objecto de constantes actualizações, no sentido de promover a optimiza-

ção dos recursos energéticos nacionais e criar incentivos à iniciativa de entidades públicas e pri-

vadas. Do ponto de vista técnico, a legislação que continua em vigor é o Decreto-Lei n.o 189/88,

com as alterações introduzidas pelo Decreto-Lei n.o 168/99, onde se estabelecem as condições

técnicas gerais, e as condições técnicas especiais da ligação às redes do SEN. Pretende-se com

este capítulo apresentar uma evolução cronológica, assim como as principais condições técnicas

da legislação referente à PRE, para uma melhor compreensão do tema central deste trabalho.

3.2 Evolução

Com a publicação do Decreto-Lei n.o 20/81 [1], passou a ser possível a venda à rede de

excedentes de produção própria.

É no entanto em 1988, que a denominada PRE passa a ser regulada por legislação própria,

altura em que foi publicado o Decreto-Lei n.o 189/88 [2], onde se estabelecem normas relativas

à actividade de produção de energia eléctrica por pessoas singulares ou por pessoas colectivas

de direito público ou privado. Esta legislação foi, sem dúvida, um marco fundamental na promo-

ção da produção independente de energia eléctrica a partir de recursos renováveis, ou recursos

industriais, agrícolas ou urbanos, bem como da produção combinada de calor e electricidade.

Grandes investimentos foram efectuados no seguimento desta legislação, nomeadamente atra-

vés da promoção da instalação de centrais mini-hídricas e de cogeração.

Com a aprovação, em Julho de 1995, dum conjunto de diplomas que deram um novo enqua-

dramento jurídico ao SEN, a produção combinada de calor e electricidade passou a reger-se por

regime autónomo pelo Decreto-Lei n.o 186/95 [3], enquanto que a produção renovável passou a

ser regida pelo Decreto-Lei n.o 313/95 [4], aprovado com o objectivo de adequar as disposições

do DL 189/88 a esse novo enquadramento.

Em 1999, é feita uma revisão do anterior normativo aplicável à produção de energia eléctrica

a partir de recursos renováveis, com a publicação de dois diplomas legais:

• Decreto-Lei no168/99 [5], que republica o DL 189/88 com as alterações posteriormente in-

troduzidas, inclui o Regulamento para Autorização das Instalações de Produção de Energia

Eléctrica Integradas no Sistema Eléctrico Independente e Baseadas na Utilização de Re-

cursos Renováveis (Anexo I) 1, bem como o processo de remuneração pelo fornecimento

de energia (Anexo II).

1Para a produção de origem hídrica, estas disposições só se aplicam para centrais com potência instalada inferior a10 MW.

14

3.2 Evolução

• Decreto-Lei n.o538/99 [6], que estabelece as disposições relativas à actividade da cogera-

ção.

Em 2001, a PRE sofreu uma nova alteração, com a publicação dos seguintes normativos:

• O Decreto-Lei n.o 312/2001 [7], conhecido pelo Decreto-Lei dos pontos de ligação, que

define o regime de gestão da capacidade de recepção da energia eléctrica nas redes do

Sistema Eléctrico de Serviço Público, proveniente dos centros electroprodutores do Sistema

Eléctrico Independente.

• O Decreto-Lei n.o313/2001 [8], que no sentido de proporciona o desenvolvimento de novas

instalações, revê algumas disposições relativas à actividade de cogeração.

• O Decreto-Lei n.o339-C/2001[9] que revoga e actualiza algumas das normas estipuladas

anteriormente relativamente ao tarifário de venda da energia de origem renovável à rede

pública, introduzindo uma remuneração diferenciada por tecnologia e regime de exploração.

No início de 2005, é publicado o Decreto-Lei n.o33-A/2005[10], que altera o DL 189/88, re-

vendo os factores para cálculo do valor da remuneração pelo fornecimento da energia produzida

em centrais renováveis entregue à rede do SEP, e definindo procedimentos para atribuição de

potência disponível na mesma rede, bem como prazos para obtenção da licença de estabeleci-

mento para centrais renováveis. Em 15 de Abril do mesmo ano foi publicada a Declaração de

Rectificação n.o 29/2005 que altera ligeiramente a fórmula de cálculo da remuneração mensal da

energia entregue à rede pública.

Em 2006, a legislação energética recebe nova actualização com a publicação do Decreto-Lei

n.o29/2006[11], que veio estabelecer as bases gerais de funcionamento do SEN, classificando a

produção de electricidade em dois regimes:

• Produção em regime ordinário.

• Produção em regime especial.

Na sequência da publicação do Decreto-Lei n.o 172/2006[12], que estabelece o regime cor-

respondente à produção em regime ordinário, o Governo estabeleceu o regime associado à pro-

dução em regime especial, mediante a publicação de três Decretos Lei[16]:

• Um, relativo ao regime de produção de energia a partir de fontes renováveis, que tem uma

natureza integradora e de actualização, à luz de novas metas e realidades;

• Outro, relativo à produção combinada de calor e electricidade;

• Um terceiro, relativo à micro-produção, quer a partir de energias renováveis, quer a partir

da cogeração.

15

3. Legislação

Através destas constantes actualizações na legislação nota-se a grande preocupação gover-

namental de criar condições para a produção descentralizada, renovável, por forma a reduzir a

dependência energética nacional, e de fomentar a eficiência.

3.3 Aspectos Técnicos

Do ponto de vista técnico, a legislação que continua em vigor é o DL 189/88, com as alte-

rações introduzidas pelo DL 168/99, onde se estabelecem as condições técnicas gerais e as

condições técnicas especiais da ligação às redes do SEP.

Na subsecção seguinte descrevem-se e comentam-se as principais condições técnicas gerais

e condições técnicas especiais a que deve obedecer a ligação de instalações de produção em

regime especial.

3.3.1 Condições técnicas gerais

3.3.1.A Potência de ligação

O DL 189/88 impunha que a potência de ligação das instalações de PRE estivesse limitada a

5% da potência de curto-circuito no ponto de interligação, limite esse que foi corrigido para 8%

pelo DL 168/99. As restrições presentes anteriormente foram eliminadas com a publicação do

DL 312/2001.

3.3.1.B Factor de potência

Para os geradores assíncronos, durante as horas de vazio e de ponta, o factor de potência da

energia fornecida não deverá ser inferior a 0,85 indutivo, tendo o produtor que instalar as baterias

de condensadores que forem necessárias para o cumprir.

Os geradores síncronos podem manter um factor de potência 0,8 indutivo e 0,8 capacitivo

perante variações na tensão da rede pública, dentro dos limites que constam da concessão da

rede pública.

3.3.1.C Distorção harmónica

A distorção harmónica é uma das perturbações da onda de tensão emitidas pelas instala-

ções eléctricas ligadas à rede do SEN. A legislação diz que, a tensão gerada nas centrais dos

produtores será praticamente sinusoidal, de modo a evitar efeitos prejudiciais nos equipamen-

tos instalados pelos consumidores. Tal é garantido pela ligação convencional 2 de instalações

de PRE à rede, uma vez que este tipo de ligação não conduz a situações problemáticas com

harmónicas. Já se a ligação for feita de modo assíncrono 3, será necessário assegurar que fo-

2Ligação directa de geradores síncronos ou assíncronos.3Recorrendo a uso de conversores electrónicos de frequência para permitir a exploração dos sistemas de velocidade

variável.

16


ram tomadas as providências necessárias à redução do conteúdo harmónico. Os encargos, caso

haja distorção excessiva, deverão ser suportados pelo produtor a confirmar-se ser ele o causador

dessa distorção.

A legislação define ainda que os produtores ficam sujeitos às disposições em vigor sobre a

qualidade de serviço nas redes eléctricas. Para as redes de Alta Tensão (AT) 4, onde se liga

a maior parte do tipo de produção de interesse no estudo efectuado neste documento, essas

disposições são definidas pelo Regulamento da Qualidade de Serviço (RQS)[17]. O RQS define

os valores limites de emissão de harmónicas para as instalações ligadas à rede neste nível de

tensão, distinguindo entra as situações em que potência contratada seja superior, ou inferior, a

0,1% da potência de curto-circuito mínima no ponto de interligação.

Para o caso da potência contratada ser inferior a 0,1% da potência de curto-circuito mínima

no ponto de interligação, não se faz qualquer consideração quando aos limites de emissão de

harmónicas, aceitando-se a ligação da instalação à rede.

No caso da potência contratada pela instalação ser superior a 0,1% da potência de curto-

circuito mínima no ponto de interligação, a emissão de harmónicas não poderá exceder os valores

obtidos a partir das expressões seguintes:

EUhi ≤α

√LαhAT − (1× LhMAT )α × α

√SATiSAT

(3.1)

EIhi ≤α

√LαhAT − (1× LhMAT )α

ZhAT× α

√SATiSAT

(3.2)

DHTUi ≤ LDHTAT ×SATiSAT

(3.3)

em que:

EUhi - limite de emissão da harmónica de tensão h para a instalação i (V);

EIhi - limite de emissão da harmónica de corrente h para a instalação i (A);

DHTUi - limite da distorção harmónica total de tensão para a instalação i;

LhMAT - nível de planeamento da tensão harmónica h admissível num ponto de interligação de

Muito Alta Tensão (MAT) 5 (V);

LhAT - nível de planeamento da tensão harmónica h admissível num ponto de de interligação AT;

ZhAT - impedância harmónica da rede a montante para a harmónica h(Ω);

LDHTAT - nível de planeamento da distorção harmónica total num ponto de interligação AT;

SATi - potência aparente contratada pela instalação i que se pretende ligar ao ponto de interliga-

ção;

4Tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 45 kV e igual ou inferior a 110 kV.5Tensão acima de 110 kV.

17

3. Legislação

SAT - potência representativa da capacidade de absorção de harmónicas por parte da rede [po-

tência de transformação total instalada no ponto injector da concessionária da rede nacional de

transporte, subtraída da potência do transformador mais potente e somada do valor de 70%

da potência de recurso estabelecida no protocolo de operação/condução (protocolo formal cele-

brado entre o operador da rede de transporte e o operador da rede de distribuição em AT e Média

Tensão (MT) 6), somada ainda do valor de 2% da Scc mínima no ponto injector, caso existam ou

venham a existir clientes directamente alimentados em AT, e do valor da potência de ligação dos

produtores poluidores ligados e/ou que se prevê que venham a ligar-se em AT na zona de rede

do ponto injector] (MVA).

3.3.2 Condições técnicas especiais

3.3.2.A Ligação de geradores síncronos

A ligação de geradores síncronos só poderá ser feita quando a tensão, frequência e fase dos

geradores a ligar respeitarem os limites indicados na tabela 3.1.

Tabela 3.1: Limites a respeitar na ligação dos geradores síncronosGrandezas Potência do gerador

Até 500 kVA Maior que 500 kVATensão (tensão da rede 1 pu) ± 0,1 pu ± 0,08 puDesvio da frequência ± 0,3 Hz ± 0,2 HzFase (em relação á tensão da rede) ± 20o ± 10o

3.3.2.B Ligação de geradores assíncronos

A queda de tensão transitória devida à ligação de geradores assíncronos não deverá ser

superior a:

• 5% no caso das centrais mini-hídricas

• 2% no caso de aerogeradores

Esta distinção estará directamente ligada com o facto de os arranques dos conversores eó-

licos serem, por força das variações da velocidade do vento, mais frequentes do que as dos

geradores mini-hídricos, que não padecem de tanta irregularidade. A legislação define que o

número de ligações de aerogeradores não deverá exceder uma por minuto.

A legislação refere que a limitação das quedas de tensão transitória aos valores que se indi-

caram anteriormente, poderá ser efectuada com recurso a equipamentos auxiliares adequados.

Nos últimos anos, este problema da queda de tensão, foi completamente ultrapassado devido à

ligação dos geradores assíncronos à rede efectuada com dispositivos electrónicos de arranque

6Tensão entre 1 e 45 kV.

18


que, praticamente reduzem a corrente de arranque7, responsável por essa queda de tensão, ao

seu valor nominal.

Para forçar a redução da corrente de arranque, a legislação prevê ainda que a ligação de um

gerador assíncrono à rede será feira quando forem atingidos:

• 90% da velocidade síncrona, no caso de a potência do gerador não exceder 500 kVA

• 95% da velocidade síncrona, para potências superior a 500kVA

A legislação refere ainda o fenómeno de auto-excitação dos geradores assíncronos quando

faltar a tensão na rede pública, estabelecendo que serão instalados dispositivos que, nesse caso,

desliguem automaticamente os condensadores.

Segundo [18], o gerador assíncrono poderá funcionar em auto-excitação quando é desligado

da rede ou quando se encontra numa situação de funcionamento em rede isolada, caso a bate-

ria de condensadores se mantenha em serviço. Como consequência do seu funcionamento em

auto-excitação, aparecerão sobretensões elevadas e um aumento da frequência. No momento

da interligação à rede receptora podem ainda aparecer sobreintensidades, pelo que o funciona-

mento em auto-excitação deve ser evitado.

Para além de se procurar minimizar os seus riscos no dimensionamento da bateria de con-

densadores a instalar, estas devem ser desligadas antes ou em simultâneo com o fim do paralelo

do gerador com a rede, e só deverão ser ligadas após a ligação do gerador à rede.

No regime actual, em que existe obrigatoriedade por parte da PRE renovável de injectar

energia reactiva na rede pública, a desligação dos condensadores por falta de tensão na rede é

absolutamente indispensável [14].

3.3.2.C Fornecimento de energia reactiva

Como é estipulado em [5], as instalações de PRE devem, nos períodos fora do vazio, fazer

acompanhar o fornecimento de energia activa de uma quantidade de energia reactiva correspon-

dente, no mínimo, a 40% da energia activa fornecida (tg(ϕ) ≥ 0.4 cap).

Nas horas de vazio, os produtores não devem fornecer energia reactiva à rede.

A energia reactiva em excesso/défice nas horas de vazio e a fornecida nas horas de vazio

são recebidas/pagas pelo produtor, durante os primeiros 144 meses de exploração da central

renovável aos preços fixados no tarifário relativo à AT, para, respectivamente a energia reactiva

indutiva e a energia reactiva capacitiva.

Após o período referido anteriormente, a energia reactiva em excesso/défice nas horas fora

de vazio e a fornecida nas horas de vazio são recebidas/pagas pelo produtor aos preços fixados

no tarifário relativo à MAT, para, respectivamente, a energia reactiva indutiva e a energia reactiva

capacitiva.7pico de arranque dos motores de indução pode atingir cerca de seis a sete vezes o valor da corrente nominal.

19

3. Legislação

No caso de geradores assíncronos, o fornecimento de energia reactiva, nos períodos de

cheia e ponta, deve ser assegurado pela instalação de baterias de condensadores, sendo esta

possível de ser realizada em local apropriado da rede de distribuição, desde que o produtor

suporte o respectivo custo e o distribuidor não invoque motivos de ordem técnica que inviabilizem

a solução.

3.3.3 Protecções

No que diz respeito a protecções, a lei contém apenas disposições de caracter geral, do

tipo[14][5]:

• Os sistemas de protecção estarão equipados com protecções que assegurem a sua rápida

desligação quando ocorrem defeitos.

• Se os sistemas de produção estiverem ligados a redes públicas em que se pratique o reen-

gate automático, serão equipados com meios de desligação coordenados com os equipa-

mentos de reengate de rede pública.

• Os sistemas de produção deverão ser equipados com protecções que os desliguem auto-

maticamente da rede quando esta é desligada da rede primária, de modo a serem efectu-

adas com segurança as operações de inspecção, manutenção e reparação8.

3.3.4 Regime de neutro

O regime de neutro no sistema de produção deverá ser compatível com o regime de neutro

existente na rede à qual fornece energia.

Se a instalação produtora está ligada à rede de AT e MT, a ligação será feita obrigatoriamente

por intermédio de um transformador com enrolamento em triângulo pelo que não haverá ligação

do neutro à terra.

No caso da instalação de PRE estar ligada à rede de BT, onde existe em regra um condutor

de neutro, a ligação do neutro deverá efectuar-se ao neutro da rede. O dispositivo que interrompe

a ligação entre o sistema de produção e a rede pública deverá interromper também a ligação dos

neutros.

8A religação, neste caso, só poderá ser feita, três minutos depois da reposição do serviço, depois de a tensão da redeter atingido, pelo menos, 80% do seu valor nominal, e com intervalos de 15 segundos entre as ligações dos diferentesgrupos geradores

20

4Caso de Estudo

Contents4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.2 Rede de estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.3 Ferramenta de simulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.4 Testes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

21

4. Caso de Estudo

4.1 Introdução

Como é referido anteriormente em 1.2, para fazer a análise da adequação técnica da legis-

lação à realidade actual da produção em regime especial, efectuaram-se testes numa rede com

forte presença de PRE.

Um trabalho desta natureza obriga a que a avaliação de certas opções e procedimentos de

operação sejam efectuados sobre uma rede com características adequadas às situações a testar.

Neste estudo optou-se por uma rede de distribuição de AT, de 60 kV, cujas características e forte

penetração de PRE se consideraram relevantes para a sua utilização. Apesar dos procedimentos

testados neste trabalho serem efectuados sobre esta rede em concreto, as soluções resultantes

desses procedimentos são se admitir como válidas para outras redes.

4.2 Rede de estudo

A rede objecto de estudo foi uma rede de AT de 60 kV, baseada numa rede [20] localizada no

norte de Portugal, e o seu esquema simplificado pode ser observado na figura 4.1. A topologia

de exploração e características desta rede foram baseadas a partir de elementos reais.

Trata-se de uma rede com um ponto injector da Rede Nacional de Transporte (RNT), no nó

SEA-220. As características das linhas, dos transformadores, dos barramentos e demais dados

respeitantes à caracterização desta rede encontram-se no Anexo A.

!

SEE

5 MVA

MH1-6 MH2-6 MH3-6

MH4-6 MH5-6

MH1-60 MH2-60 MH3-60

MH4-60 MH5-60

EOL1-60 EOL2-60

EOL1-30 EOL2-30

EOL3-30

EOL3-60

SEB

SEA-60

SEA-220 SED SEC

5 MVA 8 MVA 8 MVA

10 MVA

8 MW

14 MW

12 MW

Figura 4.1: Rede de AT estudada.

22

4.2 Rede de estudo

Na tabela 4.1, apresentam-se os números totais dos elementos da rede de AT estudada.

Tabela 4.1: Dados da rede de AT analisadaBarramentos Linhas Geradores Transformadores Cargas

22 13 8 9 5

Barramentos

Os barramentos considerados correspondem a nós identificáveis na rede, associados a pon-

tos injectores e subestações.

Linhas

As linhas consideradas correspondem a ramos de interligação entre subestações da rede AT,

e entre as subestações da rede AT e as subestações das centrais.

Geradores

Os geradores ligados aos barramentos representam os produtores que a eles se encontram

ligados. De notar que a potência de cada central mini-hídrica é a potência de um gerador apenas,

enquanto que no caso das centrais eólicas estas são representadas por um gerador com potência

equivalente á potência total instalada nessa mesma central.

Apresenta-se na tabela 4.2, o número de geradores distribuídos pela rede, por tipo de fonte

fonte primária. Em termos de representação, optou-se por adoptar a simbologia EOL para os

produtores eólicos e MH para os produtores mini-hídricos.

Tabela 4.2: Produção distribuídaProdutor N.o Potência

Mini-hídrica 36 MVAMH1 1 5MH2 1 8MH3 1 8MH4 1 5MH5 1 10

Eólica 34 MWEOL1 4 2EOL2 7 2EOL3 6 2

Transformadores

No que diz respeito aos transformadores, considerou-se que o transformador de interligação

com a subestação da RNT, está equipado com sistema de regulação automática de carga, que

mantém a tensão no secundário dentro dos limites especificados por actuação nas tomadas do

primário.

23

4. Caso de Estudo

4.3 Ferramenta de simulação

A qualidade de um estudo baseado em simulações e as soluções que daí advêm, depen-

dem em muito da qualidade dos modelos adoptados e da robustez da plataforma de simulação

utilizada para o efeito.

A rede objecto de estudo, descrita anteriormente, foi transportada para a plataforma de simu-

lação Power System Analysis Toolbox (PSAT), tendo sido introduzidos todos os dados disponíveis

e utilizando os modelos dos componentes disponíveis na biblioteca da plataforma. Este programa

permite a concepção e análise de sistemas eléctricos de pequena e média dimensão e comple-

xidade. O PSAT foi desenvolvido utilizando o programa Matlab, e explora de forma profunda os

cálculos vectoriais e funções de matrizes esparsas, de modo a optimizar as suas performances.

A descrição pormenorizada das ferramentas desta plataforma pode ser lida no Anexo B.

4.4 Testes

De seguida descrevem-se os procedimentos efectuados para estudar os aspectos da legisla-

ção considerados relevantes.

4.4.1 Energia Reactiva

4.4.1.A Cenários de exploração

Para a análise da rede em estudo, nomeadamente das consequências da produção de ener-

gia reactiva no vigente enquadramento legislativo, para diversos Nível de Penetração (NP) da

PRE, foram considerados vários cenários de produção/consumo de forma a obter uma imagem o

mais completa possível dessas consequências. Esta diversificação de cenários foi estabelecida

com a preocupação de não descaracterizar a rede em estudo.

No que diz respeito aos cenários de produção, a sua criação teve em conta os seguintes

pressupostos:

• Sazonalidade da fonte primária, nomeadamente no que diz respeito às mini-hídricas, expli-

cada pela consideração dos cenários extremos de regime hídrico de seco e húmido para

Inverno e o cenário extremo de Verão.

• Diferentes níveis de produção eólica associados á possível intermitência do vento dentro

de regimes idênticos ao da produção hídrica.

Para uma melhor compreensão dos cenários descritos, apresentam-se na tabela 4.3 os valo-

res considerados para o nível de produção 1 das centrais mini-hídricas e eólicas, nesses mesmos

cenários.1Em percentagem da potência instalada.

24

4.4 Testes

Tabela 4.3: Valores de produção nos vários cenários [%].Inverno Verão

Húmido SecoPonta Vazio Ponta Vazio Ponta Vazio

Hídrica 100 100 50 50 20 20Eólica 60 60 60 60 30 30

Cenário de ponta

Na construção deste cenário foram considerados consumos que resultam de uma aproxima-

ção aos consumos, numa hora de ponta, da rede real referida em [20] reflectindo assim, uma boa

aproximação a um despacho real e portanto de maior valor para o estudo. Considerou-se um ce-

nário de Inverno com tempo húmido e tempo seco, para caracterizar as variações de produção

das unidades de geração baseadas no recurso renovável, e ainda um cenário de verão em que

ambas as tecnologias de geração presentes 2 baixam consideravelmente a sua produção.

Para o trânsito de potências foram introduzidas as potências activas e reactivas geradas. Os

dados introduzidos para este cenário correspondem ao regime legal actual, ou seja, o regime de

fornecimento de energia reactiva de, no mínimo, 40% da potência activa.

Cenário de vazio

A inclusão deste cenário visou analisar o comportamento da rede num regime de consumo

reduzido3, mas em que a produção descentralizada continua a ter valores expressivos. Embora

o regime actual legal imponha que os produtores cumpram o requisito da não injecção de po-

tência reactiva4 nestas horas, considerou-se importante, em termos de comparação, incluir esta

hipótese.

4.4.1.B Nível de Penetração

O nível de penetração da PRE pode ser calculado como função da sua potência total instalada

sobre a demanda total nas horas de ponta:

NP (%) =PPRE∑PD× 100 (4.1)

Para efectuar a simulação de diferentes níveis de penetração da PRE na rede, foi utilizada a

seguinte metodologia:

• Tomou-se como valor de referência de carga, para o cálculo do nível de penetração de

referência5, o valor acima mencionado nas hora de ponta, resultante da aproximação ao

consumo da rede real.2Mini-hídrica e eólica3Considerou-se que o consumo seria 40% do valor da ponta.4tg(ϕ)=0555%

25

4. Caso de Estudo

• Diminuiu-se o valor dessa carga de modo a resultarem níveis de penetração de 65%, 75%

e 85%.

Os diferentes NP, com os valores das respectivas cargas podem ser observados na tabela

4.4.

Tabela 4.4: Valores de carga para diferentes níveis de penetração.Ponta Vazio

NP[%] Subestação P [MW] Q[Mvar] P [MW] Q[Mvar]

55

SEA-60 15 2,5 6 1SEB 20 3,5 8 1,4SEC 30 10 12 4SED 22 4 8,8 1,6SEE 40 7 16 2,8

TOTAL 127 27 50,8 10,8

65

SEA-60 12,7 2,1 5,1 0,8SEB 16,9 3 6,8 1,2SEC 25,4 8,5 10,2 3,4SED 18,6 3,4 7,4 1,4SEE 33,9 5,9 13,5 2,4

TOTAL 100 21,3 40 8,5

75

SEA-60 10,98 1,83 4,39 0,73SEB 14,64 2,56 5,86 1,02SEC 21,96 7,32 8,78 2,93SED 16,10 2,93 6,44 1,17SEE 29,28 5,12 11,71 2,05

TOTAL 92,96 19,76 37,18 7,91

85

SEA-60 9,70 1,62 3,88 0,65SEB 12,93 2,26 5,17 0,91SEC 19,40 6,47 7,76 2,59SED 14,23 2,59 5,69 1,03SEE 25,87 4,53 10,35 1,81

TOTAL 82,13 17,46 32,85 6,98

De referir que estes dados, em conjunto com os diferentes cenários de produção da PRE,

permitiram definir cenários de exploração que foram introduzidos na plataforma de simulação6.

Da resolução dos trânsitos de potência obteve-se o perfil das tensões nos barramentos, e as

perdas activas e reactivas, resultados estes que se mostram em 5.

Depois de efectuadas as simulações anteriores, efectuou-se a simulação da situação em

que a obrigação dos PRE de produzir energia reactiva nas horas de ponta, passava de 40%

da energia activa para 20%. Os resultados desta simulação são os descritos e comentados em

5.3.4.

4.4.2 Outros aspectos técnicos

A abordagem aos outros aspectos técnicos da legislação actual aplicada à produção em

regime especial, foi feita de forma distinta. Optou-se por uma abordagem mais teórica e tentou-

6PSAT

26

4.4 Testes

se enquadrar matérias incluídas em bibliografia técnica já existente de forma a discutir sobre

a adequação desses pontos da legislação, nomeadamente ligação de geradores (síncronos e

assíncronos) e protecções. Essa discussão pode ser consultada na secção 5.5.

27

4. Caso de Estudo

28

5Resultados

Contents5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305.2 Referência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305.3 Impacte do nível de penetração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.4 Situação real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.5 Outros aspectos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

29

5. Resultados

5.1 Introdução

Enquanto o capítulo anterior descrevia o caso de estudo, em que se apresentava as caracte-

rísticas da rede de estudo, os diferentes cenários e as opções tomadas nas simulações efectua-

das nessa mesma rede, este capítulo trata da apresentação e discussão dos resultados obtidos

nessas simulações.Os gráficos presentados em gráfico, foram obtidos através da exportação dos

resultados obtidos das simulações da plataforma de simulação para o programa Excel, como é

referido e explicado em B.4

É demonstrada também neste capítulo uma situação real em que a diferenciação entre horas

de ponta e vazio, para a produção de energia reactiva causa problemas na gestão da rede.

Nesta secção contribuí-se ainda, tal como referido no final do capítulo anterior, com a discus-

são dos outros aspectos técnicos da legislação considerados importantes.

5.2 Referência

Como foi dito no capítulo anterior considerou-se um NP das PRE de 55%, num cenário de

Inverno húmido, como a situação de referência.

O perfil da tensão obtido através do cálculo do power flow para a rede estudada, nesta situ-

ação de referência, é apresentado na figura 5.1 (barramentos das centrais de PRE) e na figura

5.2 (barramentos das subestações), para o período de ponta e vazio.

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

1.1

EOL1

-60

EOL2

-60

EOL3

-60

MH1-60

MH2-60

MH3-60

MH4-60

MH5-60

PontaREF VazioREF

Figura 5.1: Perfil de tensão nas centrais, na ponta e vazio.

30

5.3 Impacte do nível de penetração

1.03

1.04

1.05

1.06

1.07

1.08

SEA-60 SEB SEC SED SEE

PontaREF VazioREF

Figura 5.2: Perfil de tensão nas subestações, no período de ponta e vazio.

O valor elevado das tensões observadas tem a ver directamente com o facto de se ter esco-

lhido uma tensão de referência elevada para o nó de balanço (injector da RNT). De referir que

as tensões são, de um modo geral, mais elevadas nos barramentos das centrais de PRE, e em

especial nas horas de ponta. Esta situação resulta da imposição legal aos PRE de produção de

energia reactiva correspondente a tg(ϕ)=0,4, no período fora de vazio.


Nesta secção mostram-se os resultados das simulações dos diferentes cenários de explora-

ção e de níveis de penetração considerados. Devido á dimensão dos resultados, optou-se por

apresentar resultados apenas para a média dos valores da tensão nos barramentos.

5.3.1 Perfil de tensão

5.3.1.A Inverno húmido

Na figura 5.3 e figura 5.4, pode-se observar o perfil da tensão para os diferentes níveis de

penetração de PRE para o cenário de Inverno húmido, nos barramentos das centrais PRE e das

subestações, respectivamente.

Na figura 5.3 e 5.4, pode-se observar uma relação directa entre o aumento dos níveis de

tensão e o aumento do nível de penetração da PRE. Esse subida da tensão acontece quer para

as horas de ponta, quer para as horas de vazio, mas é percentualmente mais elevado nas horas

31

5. Resultados

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

1.1

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.3: Perfil de tensão nos barramentos das centrais, para período de ponta e vazio, nocenário de Inverno húmido.

de ponta, como se observada pelo declive da recta a azul, chegando mesmo a ultrapassar os

valores os valores em vazio para NP superiores a 80%.

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

Ponta

Vazio

Figura 5.4: Perfil de tensão nos barramentos das subestações, para período de ponta e vazio, nocenário de Inverno húmido.

5.3.1.B Inverno seco

O perfil da tensão para os diferentes NP de PRE para o cenário de Inverno seco, nos barra-

mentos das centrais PRE e das subestações, pode ver visto na figura 5.5 e figura 5.6, respecti-

vamente.

Na figura 5.5 e 5.6, observa-se uma taxa de crescimento em tudo idêntica à verificada para

o cenário de produção em Inverno húmido. Neste caso, como existe uma maior diferença entre

32


1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

1.1

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.5: Perfil de tensão nos barramentos das centrais, para período de ponta e vazio, nocenário de Inverno seco.

a carga e a geração local, o valor da tensão em vazio é ligeiramente superior, razão pela qual a

recta que representa o perfil da tensão nas horas de ponta nunca cruza a recta das horas vazio,

como acontecia no cenário de produção em Inverno húmido.

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

1.1

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.6: Perfil de tensão nos barramentos das subestações, para período de ponta e vazio, nocenário de Inverno seco.

5.3.1.C Verão

O perfil da tensão para os diferentes níveis de penetração de PRE para o cenário de Verão,

nos barramentos das centrais PRE e das subestações, pode ver visto na figura 5.7 e figura 5.8,

respectivamente.

33

5. Resultados

1.04

1.06

1.08

1.1

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

Ponta

Vazio

Figura 5.7: Perfil de tensão nos barramentos das centrais, para período de ponta e vazio, nocenário de Verão.

A semelhança do observado para os cenários de Inverno húmido e seco, observa-se também

num cenário de Verão, onde a produção renovável considerada reduz a sua produção significati-

vamente, que a influência do NP para o perfil da tensão é directamente proporcional, ou seja, à

medida que o nível de penetração da PRE aumenta, aumenta também a tensão nos barramentos

das centrais e das subestações. A diferença neste caso está na diferença entre os valores nas

rectas de vazio e cheia. Neste caso estes valores diferem entre si cerca 5%, enquanto que para

os casos de Inverno húmido e Inverno seco esta diferença se situava aproximadamente nos 2%

e 3%, respectivamente.

1.04

1.06

1.08

1.1

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

Ponta

Vazio

Figura 5.8: Perfil de tensão nos barramentos das subestações, para período de ponta e vazio, nocenário de Verão.

34


5.3.2 Perdas activas

Nesta secção apresentam-se as figuras com as variações das perdas de energia activa para

diferentes níveis de penetração da PRE, nos cenários considerados.


0,3

0,5

0,7

0,9

1,1

55 65 75 85

P (M

W)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.9: Variação das perdas activas para período de ponta e vazio em função do nível depenetração, no cenário de Inverno húmido.


0

0,4

0,8

1,2

1,6

55 65 75 85

P (M

W)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.10: Variação das perdas activas para período de ponta e vazio em função do nível depenetração, no cenário de Inverno seco

35

5. Resultados

5.3.2.C Verão

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

55 65 75 85

P (M

W)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.11: Variação das perdas activas para período de ponta e vazio em função do nível depenetração, no cenário de Verão.

Pela observação das figuras 5.9, 5.10 e 5.11 nota-se a relação directa entre a redução das

perdas activas e o aumento do nível de penetração.

Esta redução é mais acentuada para períodos de ponta, já que com o aumento do nível de

penetração existe uma maior satisfação do consumo com produção local. Nota-se ainda que as

perdas são ligeiramente superiores para o cenário de Verão, em que há uma redução substancial

da produção das PRE consideradas.

5.3.3 Perdas reactivas

A evolução das perdas de energia reactiva para diferentes níveis de penetração da PRE, nos

cenários considerados, é apresentada de seguida.

36



0

1

2

3

4

5

6

7

55 65 75 85

Q (M

var)

NP (%)

Ponta

Vazio

Figura 5.12: Variação das perdas reactivas para período de ponta e vazio em função do nível depenetração, no cenário de Inverno húmido.


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

55 65 75 85

Q (M

var)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.13: Variação das perdas reactivas para período de ponta e vazio em função do nível depenetração, no cenário de Inverno seco.

37

5. Resultados

5.3.3.C Verão

0

2

4

6

8

10

12

14

55 65 75 85

Q (M

var)

NP (%)

Ponta Vazio

Figura 5.14: Variação das perdas reactivas para período de ponta e vazio em função do nível depenetração, no cenário de Verão.

Á semelhança do que se verificou para as perdas activas, também as perdas reactivas dimi-

nuem à medida que o nível de penetração da PRE aumenta.

De salientar que as perdas reactivas são superiores às perdas activas, chegando a atingir 12

Mvar, num cenário de Verão, num período de ponta, em que existe uma diferença significativa

entre a produção total de potência reactiva e a carga total da rede considerada.

5.3.4 Redução da potência reactiva produzida

Nesta secção simula-se a situação em que a obrigação dos produtores em regime especial

de produzir energia reactiva nas horas fora de vazio é de 20% da energia activa (tgϕ=0,2).

5.3.4.A Perfil da tensão

O perfil da média da tensão das subestações, para diferentes níveis de penetração, com dois

valores de tg(ϕ) (0,2 e 0,4), pode ser visto de seguida.

38


Inverno húmido

1,03

1,04

1,05

1,06

1,07

1,08

1,09

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

0,4

0,2

Figura 5.15: Perfil da tensão no cenário de Inverno húmido, com tg(ϕ)=0,2 e tg(ϕ)=0,4.

Inverno seco

1.04

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

0,4

0,2

Figura 5.16: Perfil da tensão no cenário de Inverno seco, com tg(ϕ)=0,2 e tg(ϕ)=0,4.

39

5. Resultados

Verão

1.04

1.05

1.06

1.07

1.08

1.09

55 65 75 85

Tens

ão (p

u)

NP (%)

0,4 0,2

Figura 5.17: Perfil da tensão no cenário de Verão, com tg(ϕ)=0,2 e tg(ϕ)=0,4.

Pela observação das figuras anteriores, verifica-se que o nível da tensão nas subestações

para um valor de tg(ϕ) =0,2 é menor do que para uma tg(ϕ)=0,4, devendo-se isto á diminuição

da potência reactiva local produzida pelas centrais de PRE. A taxa de crescimento é de um modo

geral a mesma para os dois valores de tg(ϕ).

5.3.4.B Perdas activas

Nesta secção apresentam-se as figuras com as variações das perdas de energia activa para

diferentes níveis de penetração da PRE, nos cenários considerados.

Inverno húmido

0,3

0,5

0,7

0,9

1,1

55 65 75 85

P (M

W)

NP (%)

0,4 0,2

Figura 5.18: Variação das perdas activas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível depenetração, no cenário de Inverno húmido.

40


Inverno seco

0

0,4

0,8

1,2

1,6

55 65 75 85

P (M

W)

NP (%)

0,4 0,2

Figura 5.19: Variação das perdas activas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível depenetração, no cenário de Inverno seco

Verão

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

55 65 75 85

P (M

W)

NP (%)

0,4 0,2

Figura 5.20: Variação das perdas activas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível depenetração, no cenário de Verão.

Os resultados anteriores mostram que as perdas activas não aumenta de forma significativa

para o caso da tg(ϕ)=0,2 em relação ao definido actualmente pela legislação 1, não chegando a

atingir 1 MW de diferença, para os diferentes níveis de penetração.

1tg(ϕ)=0,4

41

5. Resultados

5.3.4.C Perdas reactivas

A evolução das perdas de energia reactiva para diferentes níveis de penetração da PRE, nos

cenários considerados, é apresentada de seguida.

Inverno húmido

0

1

2

3

4

5

6

7

55 65 75 85

Q (M

var)

NP (%)

0,4

0,2

Figura 5.21: Variação das perdas reactivas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível depenetração, no cenário de Inverno húmido.

Inverno seco

0

3

6

9

55 65 75 85

Q (M

var)

NP (%)

0,4 0,2

Figura 5.22: Variação das perdas reactivas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível depenetração, no cenário de Inverno seco.

42

5.4 Situação real

Verão

0

2

4

6

8

10

12

14

55 65 75 85

Q (M

var)

NP (%)

0,4 0,2

Figura 5.23: Variação das perdas reactivas para tg(ϕ)=0,4 e tg(ϕ)=0,2, em função do nível depenetração, no cenário de Verão.

À imagem do que foi verificado para as perdas activas, também as perdas reactivas não

aumenta de forma significativa para o caso da tg(ϕ)=0,2 em relação ao definido actualmente

pela legislação 2, chegando a atingir, no máximo, cerca de 1 Mvar de diferença.

Como foi possível verificar, quer para o caso das perdas activas, quer para o caso das perdas

reactivas, existe um ligeiro aumento das perdas para a situação da tg(ϕ)=0,2 em relação à situa-

ção da tg(ϕ)=0,4. Seria de esperar o contrário, uma que diminui a produção de energia reactiva.

Mas este fenómeno pode ser explicado pelo facto de que se a produção local de energia reactiva

diminui, mais energia reactiva é solicitada ao ponto injector da RNT para compensar as cargas

locais, levando assim a um maior trânsito de potência desde o ponto injector até às cargas, e por

conseguinte de um aumento das perdas totais na rede.

5.4 Situação real

Nesta secção mostra-se uma situação real, baseada nos relatórios de exploração da Redes

Energéticas Nacionais (REN), em que se expõe o que se passa quando termina o período de

vazio (08.00) e os PRE3 começam a injectar potência reactiva, e também quando se inicia o

período de vazio (22.00) e os PRE deixam de injectar reactiva.

A figura 5.24, mostra a evolução das tensões nos 400 kV na SLV, SRA, SAM, SFA, e na SFR4,

no dia 23 de Março de 2008.

2tg(ϕ)=0,43Neste caso, apenas os produtores eólicos foram considerados.4Subestação de Lavos, Subestação de Riba D’Ave, Subestação de Alto de Mira, Subestação de Ferreira do Alentejo

e Subestação de Falagueira, respectivamente

43

5. Resultados

Figura 5.24: Evolução das tensões, nas subestações.

Como é possível verificar a tensão subiu rapidamente para valores preocupantes 5. Na origem

desta subida esteve um forte incremento da injecção de reactiva por parte dos PRE, (figura 5.25)

que de acordo com a regulamentação vigente, alteraram a tg(ϕ) de 0 para 0,4 às 8.00 num

Domingo, onde a evolução do consumo (figura 5.26) e o saldo na interligação (figura 5.27 ),

fizeram que houvesse pouca margem de regulação de reactiva (poucos minutos após as 08.00 a

geração ordinária ligada à rede limitava-se a dois geradores na central de SInes, um na central

do Ribatejo, e uma bomba na central do Torrão).

Figura 5.25: Potência reactiva gerada pelos parques telemedidos pela REN durante o dia 23 deMarço de 2008.

5O valor máximo da tensão suportada pelo equipamento em regime permanente é 420 kV.

44

5.4 Situação real

Figura 5.26: Diagrama de carga no dia 23 de Março de 2008 [21].

Figura 5.27: Saldo de Interligação durante o dia 23 de Março de 2008 [21] .

Esta situação requereu a intervenção do gestor da rede que para controlar a tensão, teve de

desligar as seguintes linhas:

• Das 07.15 às 09.49 e das 17.29 às 19.03 a LALRA16.

• Das 07.17 às 09.56 e das 17.30 às 19.03 a LRARR17.

• Das 07.18 às 09.58 a LRRLV8.

• Das 07.20 às 11.11 a LRMAM9.

6Alto Lindoso - Riba D’ Ave 17Riba D’ Ave - Recarei 18Recarei - Lavos9Rio Maior - Alto De Mira

45

5. Resultados

• Das 08.06 às 09.49 e das 13.45 às 19.05 a LBLPG10.

• Das 17.31 às 19.04 a LRRPI11.

Quando se inicia o período de vazio (22.00) e os PRE deixam de injectar potência reactiva,

dá-se um abaixamento súbito de tensão, com repercussões na alimentação dos clientes, que o

gestor da rede tem de controlar de imediato.

Refira-se que esta situação análoga, que pode e deve ser evitada, já foi vivida mais vezes, e

é previsível a sua repetição, enquanto permanecer o actual enquadramento legal e exista uma

forte geração eólica a produzir reactiva num cenário de baixo consumo e forte importação.

5.5 Outros aspectos técnicos

5.5.1 Ligação de geradores

Nesta secção abordam-se outros aspectos da ligação da PRE considerados importantes,

nomeadamente a ligação de geradores assíncronos e síncronos, bem como da discussão da in-

fluência destes, num contexto global das PRE, no sistema e na operação da rede em segurança.

O texto que se segue é baseado em alguns estudos [26] [27] [29], feitos sobre o impacto da

penetração da PRE nas redes públicas e a utilização de análise dinâmica para avaliar as diversas

consequências de penetração.

Devido aos recursos disponíveis localmente e à sua dimensão, as centrais de PRE são nor-

malmente ligadas ao nível da distribuição, nomeadamente nos 60 kV. Isto não só tem impacto na

rede de distribuição mas também na rede de transporte.

Quando o nível de penetração da PRE é elevado, a potência gerada pelas centrais de PRE

não só alteram o transito de energia na rede de distribuição, mas também na rede de transporte.

A ligação da PRE à rede pode influenciar a estabilidade do sistema de energia, i.e. ângulo,

a frequência e estabilidade de tensão [26]. Poderá também ter impacto na selectividade das

protecções e no controlo de tensão e frequência do sistema.

Por outro lado, as centrais de PRE não são concebidas para suportar a estabilidade do sis-

tema quando existem falhas no sistema [26]. Os pequenos geradores síncronos têm um sistema

de controlo simples de regulador e excitatriz comparados com os geradores das grandes centrais

de produção convencionais, e os geradores assíncronos são incapazes de controlar a energia

reactiva. A unidades de PRE ligadas através de conversores electrónicos não têm grandes ca-

pacidades de controlar a potência activa e reactiva. A inércia do sistema das unidades PRE é

normalmente baixa, para além disso, a energia produzida pelas centrais PRE resulta numa redu-

ção da energia produzida pelas grandes centrais dos geradores em paralelo e da reserva girante.

10Batalha - Pego11Recarei - Paraímo

46


Isto resulta numa grande incerteza em termos da instabilidade do sistema quando ocorre uma

grande falha.

Muitos investigadores têm estudado o impacto da PRE ao nível da rede de distribuição e

transporte. Em [27] o impacto das turbinas de combustão na estabilidade no transitório é investi-

gado. A referência [28] mostra como as propriedades especificas das unidades de PRE, afectam

a estabilidade do sistema de energia. Em [29], o desvio máximo da velocidade do rotor e a dura-

ção da oscilação dos grandes geradores são calculados com o sistema de teste de New England

com 39 barramentos para várias tecnologias de PRE.

De seguida o impacto da PRE no critério de segurança N-1 12 da rede de transporte é estu-

dado para diferentes tipos de gerador e níveis de penetração.

5.5.1.A Metodologia da simulação

No estudo referido toda a rede de transporte belga é usada para estudar o impacto da PRE.

O sistema consiste em centrais nucleares, térmicas e a gás. Como simplificação é assumido que

o sistema opera em modo de ilha, e os nós de fronteira são reduzidos a nós equivalentes. É

simulado um cenário de carga em que a caga total é de 10 GW.

Com o incentivo de reduzir as emissões, permite-se às centrais de PRE gerar o maior quan-

tidade de energia eléctrica possível. Assumindo que a demanda total se mantém constante,

isto resulta numa redução de energia gerada pelas grandes centrais, devido ao facto de que a

geração e o consumo devem manter o equilíbrio. A ordem de desligar os grandes geradores é

de acordo com os seus custos de produção. Contudo a energia produzida pelas unidades PRE

depende do intermitência das suas fontes e não pode ser antecipada com exactidão. Se o sis-

tema não é suficientemente forte, pode causar sérios problemas de instabilidade e segurança de

operação. Esta incerteza requer uma maior reserva girante daí se manter como reserva girante

10% da demanda.

Foram estudados três casos:

• 10% de penetração de PRE com geradores síncronos.

• 10% de penetração de PRE com geradores assíncronos.

• 20% de penetração de PRE com ambas as tecnologias.

5.5.1.B Estudo N-1

A energia produzida pela PRE reduz a produção dos geradores das grandes centrais con-

vencionais. Devido a restrições económicas e técnicas muitos geradores das grandes centrais

não podem operar abaixo de um certo nível de produção. As unidades de PRE estão equipadas

12Critério habitualmente adoptado na rede de transporte, em que o sistema deverá poder continuar a funcionar, semque haja prejuízo para os consumidores.

47

5. Resultados

com sistemas de controlo simples e raramente tomam parte no controlo da frequência e tensão

da rede. A tensão e a frequência ainda são controladas principalmente pelas excitatrizes e re-

guladores dos grandes geradores, embora existam as baterias de condensadores exigidas pela

legislação às unidades de produção baseadas em geradores assíncronos.

Devido a poucos geradores, em paralelo com a rede, com capacidade de controlo da tensão

e frequência, devido à crescente penetração da PRE, o sistema poderá ficar severamente afec-

tado quando um grande gerador, uma importante linha de transporte ou um transformador são

desligados.

Gerador desligado

Devido a um evento inesperado, um grande gerador poderá ser desligado durante a operação

normal da rede. De forma a investigar como o sistema com grande penetração de PRE reage

depois de uma grave perturbação, assume-se que um grande gerador central para em t=100s

A figura 5.28, ilustra a frequência de um gerador vizinho com diferentes tecnologias de PRE

e níveis de penetração. Estes resultados são comparados entre si e com o caso base, onde não

existe PRE ligada e nenhum gerador de grandes centrais está desligado.!

!"" #"" $"" %"" &"" '"" ("" )"" *"" !"""

%*+*'

%*+*(

%*+*)

%*+**

&"+""

"#

!

$%&!'()*!+,!-.(./01/23(!4%&!+,!-.(./01/23(!

516.!716.!$%&!89(*!+,!-.(./01/23(!

!

Figura 5.28: Frequência de um gerador de uma grande central(1000 MW), depois de um geradorser desligado (escala longa duração) [25]

A frequência do gerador desce no início devido à súbita perda de potência gerada. Depois

o regulador actua de forma a não permitir que a frequência do sistema desça mais. O sistema

reage rapidamente e depois lentamente volta a uma frequência estável.

O comportamento do gerador varia, dependendo do tipo de tecnologia da PRE e do NP. Para

os primeiros 200s depois da perturbação, a frequência do gerador é maior com ligação da PRE

e é mais elevada com PRE com geradores assíncronos. Isto poderá ser explicado pelo facto dos

geradores síncronos com armadura amortecedora comporta-se como um gerador de indução

nos primeiros momentos após uma perturbação na frequência da rede, quando há uma diferença

entre a frequência do sistema e a velocidade do gerador. Contudo, como a resistência do rotor do

48


gerador assíncrono é considerada mais baixa que a resistência da armadura de amortecimento

do gerador síncrono, a característica binário-velocidade do gerador assíncrono tem um maior

declive. Como resultado, o gerador de indução aumenta a inércia do sistema mais do que o

gerador síncrono, e a perturbação da frequência do sistema é maior durante um certo período

de tempo.

Os valores da frequência em regime estacionário do gerador depois de recuperar a estabili-

dade são praticamente iguais em todos os casos considerados. Contudo, como se assume que

os geradores síncronos da PRE estão equipados com um regulador e os geradores assíncronos

são accionados por um binário mecânico constante, a frequência em regime estacionário é res-

taurada, ligeiramente melhor, no caso da PRE com geradores síncronos. Este efeito depende

da velocidade de reacção do regulador, e geralmente só é visível alguns centésimos de segundo

após a perturbação na rede.

De modo a olhar de forma mais pormenorizada para a estabilidade transitória dos geradores

das grandes centrais depois da perturbação, são mostrados os transitórios de dois geradores

de grandes centrais numa escala de curta duração. Na figura 5.29 é ilustrada a performance

dinâmica do gerador referenciado anteriormente, e na figura 5.30 mostra-se o transitório para um

gerador de potência mais reduzida.

!!!!!!!!!!!!!!

!

!!"# $%%"% $%%"# $%$"% $%$"# $%&"% $%&"# $%'"% $%'"# $%("%(!"!##

(!"!)%

(!"!)#

(!"!*%

(!"!*#

(!"!+%

(!"!+#

(!"!!%

(!"!!#

#%"%%%"#

!

$%&!'()*!+,!-.(./01/23(!4%&!+,!-.(./01/23(!

516.!716.!$%&!89(*!+,!-.(./01/23(!

!

Figura 5.29: Frequência de um gerador de uma grande central(1000 MW), depois de um geradorser desligado (escala curta duração do gerador da figura 5.28) [25]

Em ambas as figuras, é possível verificar que a estabilidade transitória do sistema é pior

nos casos de ligação da PRE. Os geradores oscilam mais no caso de PRE com tecnologia

de geradores assíncronos. Isto deve-se ao facto de haver relativamente poucos geradores de

grandes centrais, com forte capacidade de controlo de frequência e tensão, em paralelo com a

rede, quando um grande número de centrais PRE está ligada a esta. Para além disso, os valores

da inércia das unidades de PRE são baixas quando comparadas aos geradores das grandes

centrais.

49

5. Resultados

!!"# $%%"% $%%"# $%$"% $%$"# $%&"% $%&"# $%'"% $%'"# $%("%(!"!##

(!"!)%

(!"!)#

(!"!*%

(!"!*#

(!"!+%

(!"!+#

(!"!!%

(!"!!#

#%"%%%!"

#

$%&#'()*#+,#-.(./01/23(#4%&#+,#-.(./01/23(#

516.#716.#$%&#89(*#+,#-.(./01/23(#

!

Figura 5.30: Frequência de um gerador de uma central(130 MW), depois de um gerador vizinhoser desligado (escala curta duração) [25]

Linha desligada

De forma estudar ainda melhor a operação segundo o critério de segurança N-1, com uma

forte penetração de PRE, é estudada uma linha de transporte que normalmente transporta uma

grande quantidade de energia de uma grande central para um centro consumidor. A figura 5.31

mostra a frequência de um grande gerador dessa central. Devido a desconecção da linha, uma

grande quantidade de energia não é fornecida temporariamente à carga. Isto resulta numa acele-

ração do gerador no início, antes do regulador actuar. Comparado com o caso base a estabilidade

do sistema é diminuída devido à PRE.!

!!"# $%%"% $%%"# $%$"% $%$"# $%&"% $%&"# $%'"% $%'"# $%("%(!"!!%

(!"!!#

#%"%%%

#%"%%#

#%"%$%

#%"%$#

#%"%&%

#%"%&#

#%"%'%"#

!

$%&!'()*!+,!-.(./01/23(!4%&!+,!-.(./01/23(!

516.!716.!$%&!89(*!+,!-.(./01/23(!

!

Figura 5.31: Frequência de um gerador de uma grande central(900 MW), que normalmente abas-tece uma grande centro consumidor através da linha desligada. (escala curta duração) [25]

A figura 5.32 mostra a performance de um gerador de média potência ligado perto da carga.

O gerador desacelera após o desligamento da linha, porque têm de fornecer mias potência.

Mostra ainda que os casos da ligação de PRE têm uma forte impacto na estabilidade transitória

50


do sistema, quando comparada com o caso base. O problema é mais severo no caso da PRE

que utiliza geradores de indução.

!!"# $%%"% $%%"# $%$"% $%$"# $%&"% $%&"# $%'"% $%'"# $%("%(!"!)%

(!"!)#

(!"!*%

(!"!*#

(!"!!%

(!"!!#

#%"%%%

#%"%%#

#%"%$%

#%"%$#!"

#

$%&#'()*#+,#-.(./01/23(#4%&#+,#-.(./01/23(##

516.#716.#$%&#89(*#+,#-.(./01/23(#

!

Figura 5.32: Frequência de um gerador de uma central(300 MW), perto do grande centro consu-midor após a linha ser desligada (escala curta duração) [25]

A figura 5.33 mostra a frequência do gerador quando o sistema está num novo estado estaci-

onário, que é ligeiramente diferente para todos os casos.

!!!!!!!!!

!

!

!"" #"" $"" %"" &"" '"" ("" )"" *"" !"""%*+*)&

%*+**"

%*+**&

&"+"""

&"+""&

&"+"!"

"#

!

$%&!'()*!+,!-.(./01/23(!4%&!+,!-.(./01/23(!

516.!716.!$%&!89(*!+,!-.(./01/23(!

!

Figura 5.33: Frequência do gerador da figura 5.32, depois de atingido um novo estado estacio-nário. [25]

O estudo, e os resultados deste acima ilustrados permitem mostrar que uma grande penetra-

ção de PRE tem um impacto significativo na estabilidade transitória do sistema. Em ambos os

estudos N-1, em que se assume desligamento de geração e de linha, a estabilidade transitória

torna-se pior no caso em que a PRE está ligada. Este impacto depende da tecnologia utilizada.

Na maior parte dos casos, o gerador assíncrono tem maior influência comparado com o gerador

síncrono.

Em termos de estabilidade a longo prazo, a ligação de PRE tem um impacto significativo na

51

5. Resultados

estabilidade do sistema. A frequência mantêm-se elevada durante um certo período de tempo

após a perturbação. Depois, as frequências do sistema, no novo estado de equilíbrio, são todas

iguais.

5.5.1.C Arranque geradores

Geradores síncronos

A ligação de geradores síncronos não introduz grandes perturbações na rede. Desde que

sejam tomadas as providências necessárias para não haver trânsito de energia activa e reactiva,

isto é, tensões sinusoidais, em fase, com a mesma amplitude e frequência [14].

A condução das centrais renováveis está entregue a autómatos que deverão manter os ge-

radores ligados respeitando os valores da frequência, tensão e fase que constam da tabela 3.1,

referentes ao DL 168//99 [5].

Geradores assíncronos

Quando um gerador assíncrono arranca, causa um transitório e um queda de tensão de até

40% no sistema durante alguns segundos, com se pode ver na figura 5.34 (figura referente ao

estudo feito em [30] em que um gerador assíncrono de PRE de 3MW e factor de potência 0,9

indutivo, é ligado num nó de uma rede de distribuição, em que existe um transformador de 14

MVA, 70kV/10kV e quatro linhas de alimentação de cargas, e em que o primário do transformador

está ligado à rede de distribuição de AT.)q g

99 100 101 102 103 104 105 106 1070.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

!

"#

Figura 5.34: Queda de tensão no arranque de um gerador assíncrono. [30]

Esta queda de tensão deve-se a um transitório inicial de uma magnetização súbita e uma

52


transferência de potência para pôr o gerador à sua velocidade de funcionamento [31]. Isto re-

sulta num grande problema para cargas sensíveis ligadas perto da unidade de PRE. Se a rede

estiver equipado com uma protecção de mínimo de tensão (como é sugerido pelo Guia técnico

das instalações de produção independente de energia referido em [14]), e a unidade de PRE

tiver protecção de rede isolada (como é também sugerido pelo guia referido.), esta queda de

tensão poderá levar ao activar da protecção resultando num desconecção do sistema. Hoje em

dia, o problema acima descrito, foi completamente ultrapassado com o recurso à electrónica de

potência. A ligação dos geradores assíncronos à rede é efectuada com dispositivos electrónicos

auxiliares de arranque, denominados soft-starter [14].

5.5.1.D Protecções

O estudo [25], aponta para a influência que as definições das protecções das instalações de

PRE têm na segurança do sistema e no máximo nível de penetração da PRE. Na maior parte dos

casos, quando os limites dos relés de frequência são alargados ou os seus tempos de disparo

são mais longos, o nível de penetração máximo da PRE é maior. É sugerido que se façam estes

aumentos nas protecções das instalações de PRE, caso não prejudiquem a operação do sistema

e não entrem em conflicto com a selectividade de outras protecções.

Na maior parte dos casos, quando os limites das protecções de frequência são diminuídos

e os tempo mínimos de actuação são menores, os relés de máxima frequência reagem e dis-

param uma maior porção de unidades de PRE, resultando no colapso do sistema. Após uma

grande porção de instalações de PRE estarem fora de serviço, as restantes grandes centrais não

conseguem aguentar a frequência do sistema devido a diferença entre a geração e a demanda.

Um aspecto importante a reter relaciona-se com a selectividade. Em sistemas de protecções,

isto significa que o número de equipamentos a desligar em caso de defeito deve ser o mínimo e

circunscrito ao troço munido de um aparelho de corte [14].

A selectividade pretendida é dificultada pela imposição de um tempo mínimo de actuação às

protecções de interligação da instalação de PRE, que impede o funcionamento selectivo com

as protecções da rede receptora, às quais compete o isolamento dos defeitos nas saídas da

respectiva subestação.

Outro factor impeditivo da selectividade é o atraso programável de actuação constante das

protecções da linha de interligação, colocadas na subestação da rede receptora. Nestas condi-

ções, elas não podem distinguir entre:

• o valor, muito elevado, das correntes provenientes da rede a montante da subestação

quando da ocorrência de defeito na linha de interligação;

• o valor (limitado) das correntes provenientes das instalações de PRE quando da ocorrência

de defeito noutra saída, munida de uma protecção própria.

53

5. Resultados

Pelo princípio da selectividade, a protecção própria da saída defeituosa deveria ser a única a

actuar.

54

6Conclusões

55

6. Conclusões

Esta dissertação apresenta uma simulação de vários níveis de penetração da produção em

regime especial numa rede de distribuição de AT 1, de forma a determinar se os aspectos consi-

derados relevantes da legislação actual, que regula a produção em regime especial, continuam

adequados à realidade da crescente expansão da mesma.

O modelo de rede proposto é intuitivo na representação de uma rede real e dos fenómenos

inerentes às diferentes configurações e cenários de exploração da mesma, incorporando duas

tecnologias de produção em regime especial com especial expressão no actual enquadramento

energético.

O plataforma de simulação PSAT, permitiu obter resultados que se consideram adequados à

visualização dos impactos na rede dos cenários de exploração e níveis de penetração da PRE

referenciados.

Das observações das figuras da secção 5.3.1, pode-se concluir a existência de uma relação

directa entre o aumento do nível de penetração da PRE e o aumento dos valores das tensões,

quer nos barramentos das centrais quer nos barramentos correspondentes às subestações da

rede de distribuição.

Os resultados expostos em 5.3.2 e 5.3.3 permitem também concluir uma relação, mas desta

feita inversamente proporcional, entre o aumento do NP e as perdas activas e reactivas.

Com outro valor de tg(ϕ) simulado em 5.3.4, observou-se uma diminuição dos valores de ten-

são nos barramentos da rede e um aumento quase insignificante das perdas activas e reactivas,

ou seja, o benefício no abaixamento de tensão é superior ao efeito nas perdas da rede.

A RND tem dificuldade de garantir uma tensão declarada ao cliente, porque não controla a

potência reactiva dos PRE na sua rede, e a RNT tem dificuldade em manter as tensões baixas

durante o fim-se-semana, como é possível ver no caso real exposto em 5.4.

Se a concessionária pudesse controlar o fornecimento de reactiva, tendo o produtor a capaci-

dade de modular o fornecimento de energia reactiva num intervalo menor de tan(ϕ), as situações

de maior risco para a rede estariam, em forte medida, acauteladas.

De uma forma geral exige-se que, quer o gestores das redes quer a PRE, sejam capazes de

se adequar, de forma a permitir uma elevada penetração de energia proveniente destes últimos

nas redes eléctricas em condições de segurança, isto é, de maneira controlada e sem afectar a

estabilidade da rede. Para atingir este objectivo sugerem-se algumas disposições, as quais se

descrevem de seguida:

• Um valor mais conservador de tan(ϕ) obrigatório para a PRE.

• Que a concessionária da rede seja possuidora do controle do fornecimento de energia

reactiva, e que os produtores devam ter a capacidade de modular o fornecimento da mesma

no novo intervalo, desde que acordado com a concessionária.

160 kV

56

• Uma possível alteração dos períodos horários legais de ponta, cheia e vazio, para evitar as

situações semelhantes á exposta em 5.4, devendo os promotores ajustar os sistemas de

controlo aos novos períodos de funcionamento.

• Que a rede esteja preparada para suportar as fortes alterações de trânsito de energia ine-

rentes à produção descentralizada.

• Que a PRE, em especial a eólica e fotovoltaica, seja entendida como um contributo de

energia e não como garantia de potência.

• Que a PRE contribua para estabilidade da tensão fornecendo ou absorvendo energia reac-

tiva, e para a estabilidade da rede reduzindo a potência activa se a frequência subir.

• Que a rede esteja preparada para absorver os eventuais excedentes de produção eólica

nos períodos de vazio, por exemplo através de bombagem em centrais hidroeléctricas.

Em termos da ligação de geradores, os geradores síncronos não introduzem grandes per-

turbações na rede, a condução das centrais está entregue a autómatos que são regulados de

forma a cumprirem os requisitos impostos pela legislação. O arranque dos geradores assíncro-

nos poderia trazer complicações quer para cargas mais sensíveis localizadas perto das unidades

equipadas com esta tecnologia, quer para o sistema, por causa das protecções de mínimo de

frequência e tensão, sugeridas por lei, devido à sua grande queda de tensão transitória. Mas

uma vez que hoje em dia este tipo de geradores é ligado à rede com o auxilio de soft-starters

este problema está ultrapassado.

A nível da estabilidade transitória na situação de contingência N-1, as PRE contribuem para

uma pior estabilidade após a saída da rede de um grade gerador ou de uma linha com grande

capacidade de transporte de carga para um grande centro consumidor, está situação é pior com

a utilização de tecnologia baseada em geradores assíncronos.

Referindo as protecções, um dos grandes problemas da ligação da PRE é a selectividade,

devido à imposição de tempo mínimo de actuação às protecções da interligação. Outro factor

que impede a selectividade é o atraso programável de actuação constante das protecções das

linhas de interligação, colocadas nas subestações da rede receptora.

Uma possível sugestão, referida em [14], seria dotar as protecções da rede receptora, que

protegem a linha de interligação às instalações de PRE, com a capacidade de distinguir o sentido

das correntes de curto-circuito que provocam a sua actuação, ou seja, que fossem direccionais.

A protecção de máximo de corrente dotada de um elemento direccional permite atingir dois

objectivos:

• Se for temporizada para um atraso mínimo, garante a imediata remoção da linha de interli-

gação em caso de defeito nela própria.

57

6. Conclusões

• Inibe-se em caso de defeito noutra qualquer derivação da subestação em que está ligada,

permitindo que as instalações de PRE permaneçam em serviço após a remoção da deriva-

ção em defeito ficando assim a selectividade garantida.

Para que desempenhem o seu papel correctamente, estas protecções devem ser acompa-

nhadas de uma ordenação de atrasos entre as protecções de interligação das instalações de

PRE e as protecções de máximo de corrente das diversas saídas da subestação.

O presente trabalho aponta a necessidade de estudar a fundo os efeitos da penetração da

produção de energia através de fontes renováveis na rede, não só devido à natureza intermitente

das suas fontes, mas também devido à sua tecnologia.

Seria um motivo interessante de trabalho, o desenvolvimento de uma ferramenta que permi-

tisse determinar o nível de penetração máximo permitida numa parte de uma rede, esta ferra-

menta deveria ser capaz de investigar profundamente o comportamento do sistema com diferen-

tes níveis de penetração de diferentes tipos de PRE em condições normais e em funcionamento

anormal. Essencialmente seria uma ferramenta para ajudar os operadores da rede a melhor

compreender o que pode acontecer com o seu sistema, quando uma grande porção de DG é

ligada. Além disso, com esta ferramenta poderiam dar um bom sistema de protecção ou uma

solução para incentivar o desenvolvimento de tecnologias ambientalmente mais amigáveis.

58

ADados da rede

ContentsA.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60A.2 Dados dos elementos constituintes da rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

59

A. Dados da rede

A.1 Introdução

A rede objecto de estudo foi uma rede de AT, baseada numa rede localizada no norte de

Portugal. Trata-se de uma rede com um ponto injector da RNT, com vinte e dois barramentos,

treze linhas, oito geradores, nove transformadores e cinco cargas, cujas características foram

estabelecidas a partir de elementos reais. Nas secções seguintes apresentam-se em detalhe as

características destes elementos.

A.2 Dados dos elementos constituintes da rede

A.2.1 Barramentos

São vinte e dois os barramentos considerados, divididos entre barramentos de geração (com

potência activa e reactiva especificadas, para simular a obrigatoriedade de injecção de reactiva

nas horas fora de vazio), de carga e um de balanço, designados por PQG, LOAD e Bal., respec-

tivamente, e ainda os barramentos das subestações das centrais designados por N. Na tabela

A.1, apresentam-se os dados dos barramentos: número, nome, tipo, tensão e argumento iniciais,

tensão nominal, carga activa e reactiva, para as situações de ponta e vazio.

Tabela A.1: Dados dos barramentos.Barramento Tensão Carga

Ponta VazioN.o Nome Tipo V (pu) θ(grau) V (kV) P (MW) Q(MvAr) P (MW) Q(MvAr)1 MH1-6 PQG 6 0 0 0 02 MH2-6 PQG 6 0 0 0 03 EOL1-30 PQG 30 0 0 0 04 MH3-6 PQG 6 0 0 0 05 EOL2-30 PQG 30 0 0 0 06 MH4-6 PQG 6 0 0 0 07 MH5-6 PQG 6 0 0 0 08 EOL3-30 N 30 0 0 0 09 MH1-60 N 60 0 0 0 0

10 MH2-60 N 60 0 0 0 011 EOL1-60 N 60 0 0 0 012 MH3-60 N 60 0 0 0 013 EOL2-60 N 60 0 0 0 014 MH4-60 N 60 0 0 0 015 MH5-60 N 60 0 0 0 016 EOL3-60 N 60 0 0 0 017 SEA-220 Bal. 1,07 0,00 220 0 0 0 018 SEA-60 LOAD 60 15 2,5 6 119 SEB LOAD 60 20 3,5 8 1,420 SEC LOAD 60 30 10 12 421 SED LOAD 60 22 4 8,8 1,622 SEE LOAD 60 40 7 16 2,8

O nó de balanço apresenta tensão especificada em módulo e argumento, de acordo com

valores típicos de regulação efectuados pela concessionária da RNT. No que diz respeito às

60

A.2 Dados dos elementos constituintes da rede

potências de carga, estas representam, os valores considerados para caracterizar a situação

referência.

A.2.2 Geradores

A rede contém oito geradores, cinco representando centrais mini-hídricas e três represen-

tando centrais eólicas. Na tabela A.2 constam os dados de cada gerador: número e nome do

barramento ao qual está ligado e potência instalada.

Tabela A.2: Dados dos geradores.Barramento

N.o Nome Potência1 MH1-6 5 MVA2 MH2-6 8 MVA3 EOL1-30 8 MW4 MH3-6 8 MVA5 EOL2-30 14 MW6 MH4-6 5 MVA7 MH5-6 10 MVA8 EOL3-30 12 MW

De notar, que cada gerador que representa centrais eólicas, tem como potência nominal o

equivalente à soma da potência instalada da central que representa.

A.2.3 Linhas

As linhas consideradas correspondem a ramos de interligação entre subestações da rede de

AT, e entre as subestações da rede de AT e as subestações das centrais. Na tabela A.3, constam

os valores das características das treze linhas da rede.

Tabela A.3: Dados das linhas.De Para R X B Limite Comprimento

Barra Barra (pu) (pu) (pu) Potência (MVA) (km)MH1-60 SEB 0,13 0,21 0 22 10MH2-60 SEB 0,04 0,13 0 35 1EOL1-60 SEB 0,13 0,21 0 22 10MH3-60 SEE 0,02 0,05 0,01 35 11EOL2-60 SEE 0,12 0,2 0 30 7,5MH4-60 SED 0,07 0,1 0 22 3MH5-60 SEC 0,04 0,13 0 30 32EOL3-60 SEC 0,12 0,2 0 69 24

SEB SEE 0,08 0,2 0 35 52SED SEB 0,11 0,33 0 33 35SED SEC 0,11 0,33 0 33 25

SEA-60 SEC 0 0,01 0 69 1,5SEA-60 SEE 0,03 0,08 0,02 69 42,5

61

A. Dados da rede

A.2.4 Transformadores

Os transformadores considerados são seis transformadores das subestações das centrais

mini-hídricas 1, três transformadores das subestações das centrais eólicas 2 e um transformador

da subestação de interligação com a RNT3. Os dados destes transformadores são os que se

podem consultar na tabela A.4.

Tabela A.4: Dados dos transformadores.De Para R X Potencia

Barra Barra (pu) (pu) Nominal (MVA)SEA-220 SEA-60 0,0035 0,0953 150MH1-6 MH1-60 0 0,0858 5MH2-6 MH2-60 0 0,083 8MH3-6 MH3-60 0 0,083 8MH4-6 MH4-60 0 0,0858 5MH5-6 MH5-60 0 0,083 10

EOL1-30 EOL1-60 0,0037 0,1032 63EOL2-30 EOL1-60 0,0037 0,1032 63EOL3-30 EOL1-60 0,0037 0,1032 63

16kV/60kV230kV/60kV360kV/220kV

62

BPlataforma de simulação

ContentsB.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64B.2 Características do PSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64B.3 Modelos e algoritmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67B.4 Obtenção e apresentação de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69B.5 Referência final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

63

B. Plataforma de simulação

B.1 Introdução

Na última década, várias linguagens científicas de alto nível, como o Matlab, Mathematica, e

Modelica, tornaram-se cada vez mais populares quer para pesquisa científica quer para propó-

sitos educacionais. Qualquer uma destas linguagens pode atingir bons resultados no campo da

análise de sistemas de energia, contudo o Matlab provou ser a melhor escolha. As caracterís-

ticas chave do Matlab são a sua programação orientadas por matrizes, excelentes capacidades

de desenhar gráficos e um ambiente gráfico (Simulink) que simplificada de forma considerável o

desenho de sistemas de controlo. Este anexo descreve uma ferramenta de análise de sistemas

de energia (PSAT) baseada no Matlab.

B.2 Características do PSAT

B.2.1 Geral

O esquema sinóptico do PSAT é retratado na figuraB.1. Observe-se que o núcleo do PSAT é

o algoritmo de power flow que também trata da inicialização das variáveis de estado. Uma vez

resolvido o power flow, o utilizador pode efectuar ainda mais análises estáticas e/ou dinâmicas,

que se enumeram de seguida:

1. Continuation power flow (CPF)

2. Optimal power flow (OPF)

3. Análise de estabilidade de pequenos sinais

4. Simulações no domínio do tempo

O PSAT explora profundamente os cálculos vectorizados e funções de matrizes esparsas, a

fim de optimizar o desempenho. Para além disso, o PSAT é fornecido com o mais completo leque

de algoritmos para análises estáticas e dinâmicas, entre os programas de software baseados no

Matlab disponíveis actualmente.

De forma a desempenhar análise de forma completa e precisa, de sistemas de energia, o

PSAT suporta uma variedade de modelos estáticos e dinâmicos, alguns dos quais se mostram

de seguida.

− Power flow data: Barramentos, linhas de transmissão e transformadores, barramentos de

balanço, barramento PV, cargas constantes, e admitâncias transversais.

− Market data: Limites de potência, reservas de potência dos geradores, e limites de potência

de carga.

− Switches: Defeitos nas linhas de transmissão e disjuntores.

64

B.2 Características do PSAT

Simulink

Simulink

Simulink

Library

Models

Models

Model

Other DataFormat

Input

User Defined

Interfaces

PSAT

Output OutputOutputText

Save

Saved

Results

Results

GAMS

UWpflow

Settings

DataFiles

Graphic

CommandHistory

PlottingUtilities

UtilitiesConversion

Conversion Power Flow &

State VariableInitialization

DynamicAnalysisAnalysis

Static

Optimal PF

Continuation PF

PMU Placement

Small SignalStability

Time DomainSimulation

Figure 1.1: PSAT at a glance.

3

Figura B.1: Esquema sinóptico do PSAT.

− Measurements: Medidores da frequência nos barramentos.

− Loads: Cargas dependentes da tensão, cargas dependentes da frequência, cargas contro-

ladas, cargas com controlo termostático, e cargas com recuperação exponencial.

− Machines: Máquinas síncronas e motores de indução.

− Controls: Reguladores das turbinas, Power system stabilizers (PSSs) e limitadores de so-

breexcitação.

− Regulating transformers: Regulação de carga e transformadores desfasadores.

− Wind turbines: Modelos de vento, motores de indução, com rotor gaiola de esquilo, de

velocidade variável, máquina de indução duplamente alimentada, e turbina com gerador

síncrono de accionamento directo e velocidade variável.

Para além dos algoritmos matemáticos e modelos, o PSAT incluí uma variedade de ferramen-

tas adicionais como:

65


1. Interface gráfico de simples utilização.

2. Biblioteca Simulink para diagramas unifilares de rede.

3. Conversão de e para outros formatos.

4. Utilização da linha de comandos.

B.2.2 Biblioteca Simulink

O PSAT permite desenhar esquemas eléctricos através de blocos gráficos. A figura B.2,

mostra a biblioteca completa PSAT-Simulink. Como exemplo de aplicação pode-se ver na figura

B.3, a rede de estudo no formato gráfico da plataforma de simulação.

MILANO: AN OPEN SOURCE PSAT 1201

Fig. 2. Main graphical user interface of PSAT.

Fig. 3. PSAT simulink library.

data. This approach allows using PSAT from the command lineas needed in many applications (see Section II-E).

C. Simulink Library

PSAT allows drawing electrical schemes by means of picto-rial blocks. Fig. 3 depicts the complete PSAT-Simulink library(see also Fig. 7, which illustrates the IEEE 14-bus test system).

The PSAT computational engine is purely Matlab-based andthe Simulink environment is used only as graphical tool. As amatter of fact, Simulink models are read by PSAT to exploitnetwork topology and extract component data. A byproduct ofthis approach is that PSAT can run on GNU/Octave, which iscurrently not providing a Simulink clone.

Observe that some Simulink-based tools, such as PAT [8] andEST [9], use Simulink to simplify the design of new controlschemes. This is not possible in PSAT. However, PAT and ESTdo not allow representing the network topology, thus resultingin a lower readability of the whole system.

D. Data Conversion and User Defined Models

To ensure portability and promote contributions, PSAT is pro-vided with a variety of tools, such as a set of Data Format Con-version (DFC) functions and the capability of defining User De-fined Models (UDMs).

The set of DFC functions allows converting data files to andfrom formats commonly in use in power system analysis. These

Fig. 4. GUI for data format conversion.

Fig. 5. GUI for user defined models.

include: IEEE, EPRI, PTI, PSAP, PSS/E, CYME, MatPower andPST formats. On Matlab platforms, an easy-to-use GUI (see inFig. 4) handles the DFC.

The UDM tools allow extending the capabilities of PSAT andhelp end-users to quickly set up their own models. UDMs can becreated by means of the GUI depicted in Fig. 5. Once the userhas introduced the variables and defined the DAE of the newmodel in the UDM GUI, PSAT automatically compiles equa-tions, computes symbolic expression of Jacobians matrices (bymeans of the Symbolic Toolbox) and writes a Matlab functionof the new component. Then the user can save the model defi-nition and/or install the model in PSAT. If the component is notneeded any longer it can be uninstalled using the UDM installeras well.

E. Command Line Usage

GUIs are useful for education purposes but can in some caseslimit the development or the usage of a software. For this reasonPSAT is provided with a command line version. This featureallows using PSAT in the following conditions.

1) If it is not possible or very slow to visualize the graphicalenvironment (e.g., Matlab is running on a remote server).

2) If one wants to write scripting of computations or includecalls to PSAT functions within user-defined programs.

Authorized licensed use limited to: UNIVERSIDADE TECNICA DE LISBOA. Downloaded on March 10,2010 at 12:52:30 EST from IEEE Xplore. Restrictions apply.

Figura B.2: Biblioteca PSAT-Simulink.

O motor de cálculo do PSAT é totalmente baseado no Matlab e o ambiente Simulink é utilizado

apenas como ferramenta gráfica. Os modelos Simulink são lidos pelo PSAT para explorar a

topologia da rede e para extrair dados dos componentes.

B.2.3 Conversão de dados e modelos definidos pelo utilizador

Para assegurar a portabilidade e para promover contribuições, o PSAT fornece uma varie-

dade de ferramentas, tais como um leque de funções de Data Format Conversion (DFC), e a

capacidade de permitir User Defined Models (UDMs).

O leque de funções DFC permite converter ficheiros de dados de e para formatos usualmente

utilizados em análise de sistemas de energia, estes incluem: IEEE, EPRI, PTI, PSAP, PSS/E,

CYME, MatPower e formatos PST.

As ferramentas UDM permitem alargar as capacidades do PSAT e ajudar os utilizadores finais

a preparar os seus próprios modelos. Os UDMs podem ser criados através de um interface

66

B.3 Modelos e algoritmos

Figura B.3: Rede de estudo na plataforma de simulação.

gráfico, uma vez introduzidas as variáveis e as equações de análise dinâmica do novo modelo

no interface gráfico, o PSAT compila automaticamente equações, calcula expressões simbólicas

de matrizes Jacobianas (através da Symbolic Toolbox) e escreve uma função Matlab do novo

componente. Após isto o utilizador pode salvar o modelo definido e instalá-lo no PSAT.

B.3 Modelos e algoritmos

B.3.1 Modelo do sistema de energia

O modelo standard de um sistema de energia é basicamente um conjunto de equações algé-

bricas diferenciais não lineares:

x = f(x, y, p)0 = g(x, y, p) (B.1)

Onde x são as variáveis de estado x ∈ Rn; y são as variáveis algébricas y ∈ Rm; p são as

variáveis independentes p ∈ Rl; f são as equações diferenciais f : Rn × Rm × Rl 7→ Rn; e g são

as equações algébricas g : Rm × Rm × Rl 7→ Rm.

67


O PSAT utiliza B.1 em todos os algoritmos, nomeadamente power flow, CPF, OPF, análise da

estabilidade de pequenos sinais, e simulações no domínio do tempo. As equações algébricas g

são obtidas como a soma de todas a potências activas e reactivas injectadas nos barramentos

g(x, y, p) =[gpgq

]=[gpmgqm

]−∑c∈Cm

[gpcgqc

]∀m ∈M (B.2)

Onde gpm e gqm são power flows em linhas, M é o conjunto de barramentos da rede, Cm e[gTpc, gqcT

]T são o conjunto e potências injectadas dos componentes no barramento m, res-

pectivamente.

O PSAT é orientado por componentes, i.e., cada componente é definido independentemente

do resto do programa como um conjunto de equações algébricas diferenciais não linear, como

se segue:

xc = fc(xc, yc, pc)Pc = gpc(xc, yc, pc)QC = gqc(xc, yc, pc)

(B.3)

Onde xc são as variáveis de estado dos componentes, yc as variáveis algébricas (i.e., V e

θ nos barramentos aos quais estão ligados os componentes) e pc são variáveis independentes.

Depois as equações diferenciais em B.1 são construídas concatenando fc de todos os compo-

nentes.

As equações B.3 e as matrizes Jacobianas são definidas numa função que é usada quer para

análise estática quer para análise dinâmica. A juntar a esta função, uma componente é definido

por meio de uma estrutura, que contém dados, parâmetros e a interligação com a rede.

B.3.2 Power Flow

O PSAT inclui o conhecido método de Newton-Raphson, o método do desacoplamento, e o

método do barramento de balanço distribuído. O último é uma novidade em termos de software

de análise de sistemas de energia baseados no Matlab. O problema do power flow é formulado

como B.1 com derivadas de primeiro grau x nulas

0 = f(x, y)0 = g(x, y) (B.4)

Equações diferenciais estão incluídas em B.4 embora alguns componentes dinâmicos sejam

inicializados após a análise do power flow. Isto é necessário se os dados introduzidos do compo-

nente não são os dados do seu modelo dinâmico, por exemplo, se o utilizador não sabe tensões

de campo e binários mecânicos de máquinas síncronas. Contudo o utilizador sabe as tensões

desejadas e a potência activa injectada na rede pelos geradores. Como tal, pode-se resolver

o power flow usando, primeiro barramentos PV e depois inicializando as variáveis de estado da

máquina síncrona usando a solução do power flow. Obviamente, outros componentes podem ser

incluídos no power flow se se souber os parâmetros do modelo dinâmico.

68

B.4 Obtenção e apresentação de resultados

O método do barramento de balanço distribuído é baseado num conceito conhecido que con-

siste em distribuir as perdas entre todos os geradores. Isto obtém-se rescrevendo as potências

activas PG dos geradores de balanço e PV como

PG = (1 + kGγ)PG0 (B.5)

onde PG0 são as potências activas desejadas dos geradores, kG é variável escalar que dis-

tribui as perdas de potência pelos geradores e γ representas os factores de participação dos

geradores para as perdas. De referir que kG é desconhecida na medida em que as perdas são

desconhecidas.

B.4 Obtenção e apresentação de resultados

Os resultados obtidos das simulações apresentados no capitulo 5 em forma de gráfico fo-

ram transportados através de uma opção de conversão de dados da ferramenta de simulação

utilizada, o PSAT, para o programa, Excel, (integrante do software Microsoft Office), e aí foram

manipulados os dados de modo a tentar apresentar da forma mais esclarecedora os resultados.

Depois de configurada a rede no interface gráfico do PSAT (como se pôde ver em B.2.2), é

efectuada um power flow na janela principal do interface gráfico do PSAT (figura B.4).

Figura B.4: Menu principal da plataforma PSAT.

De seguida os resultados das simulações podem ver vistos através da opção Static Report

(figura B.5)

69


Figura B.5: Janela Static Report .

Os dados das simulações podem, caso seja pretendido, ser exportados para diferentes tipos

de visualizadores, como se pode observar na figura B.6. Neste caso optou-se pela solução de

exportação para o programa Excel.

Figura B.6: Janela de escolha do visualizador.

Depois dos dados se encontrarem no formato do programa Excel, manipularam-se de modo

a obter as figuras apresentadas em 5.

70

B.5 Referência final

B.5 Referência final

O programa PSAT tem uma variedade de procedimentos para análise estática e dinâmica,

vários modelos standard e outros não convencionais, um interface completamente gráfico e um

editor de redes baseado no Simulink. Estas características, tornam o PSAT apropriado para fins

educacionais e de investigação. Prova disso é o facto de o PSAT ser utilizado por vários alunos

de licenciatura, alunos Ph.D., e investigadores.

Como tal considerou-se ser esta uma ferramenta, para além de simples utilização, adequada

tecnicamente ao estudo que se pretendia fazer.

71

Bibliografia

[1] Decreto-Lei n.o 20/81, de 28 de Janeiro.

[2] Decreto-Lei no189/88, de 27 de Maio.

[3] Decreto-Lei n.o 186/95, de 27 de Julho.

[4] Decreto-Lei n.o 313/95, de 24 de Novembro.

[5] Decreto-Lei n.o168/99, de 18 de Maio.

[6] Decreto-Lei n.o538/99, de 13 de Dezembro.



[9] Decreto-Lei n.o339-C/2001, de 29 de Dezembro.

[10] Decreto-Lei n.o168/99, de 16 de Fevereiro.

[11] Decreto-Lei n.o29/2006, de 15 de Março.

[12] Decreto-Lei n.o172/2006, de 23 de Agosto.

[13] Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, Informação sobre Produção em Regime

Especial, Portugal Continental, January 2010.

[14] Rui M. G. Castro, Condições Técnicas da Ligação da Produção Descentralizada Renovável,

Energias Renováveis e Produção Descentralizada, 4th edition, February 2004.

[15] Redes Energéticas Nacionais, Dados Técnicos 2009, January 2010

[16] Intervenção do Secretário de Estado Adjunto da Indústria e da Inovação na Conferência

«Micro-geração: A mudança de paradigma do sistema eléctrico», em Lisboa, Arquivo Histó-

rico XVII Governo Constitucional, 2007.

[17] Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, Regulamento da Qualidade de Serviço,

Diário da República n.o 48/2006, Anexo II, March 2006.

72

Bibliografia

[18] Fernanda de Oliveira Resende, Optimização de Configuração das Redes Eléctricas de Par-

ques Eólicos, February 1999.

[19] Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, Nota Explicativa Sobre Produção em Re-

gime Especial, December 2008.

[20] Luís M. L. dos Santos Seca Estudo de Estratégias de Funcionamento em Rede Isolada

e Reposição de Serviço em Redes de Distribuição com Elevada Componente de Produção

Distribuída, July 2006.

[21] http://www.centroinformacao.ren.pt/portal/electricidade_centro-informacao.asp

[22] IEA, Distributed Generation in Liberalized Electricity Markets, Paris, 2002.

[23] Dondi P., Bayoumi D., Haederli C., Julian D., Suter M., Network integration of distributed

power generation, Journal of Power Sources, 106, 2002, pp.1–9.

[24] Federico Milano, An Open Source Power System Analysis Toolbox, IEEE Transactions On

Power Systems, VOL. 20, N.o 3, AUGUST 2005.

[25] T. Vu Van, E.Vandenbrande, J. Soens, D.M. Van Dommelen, J. Driesen, R. Belmans, In-

fluences of large penetration of distributed generation on N-1 safety operation, PES General

Meeting, IEEE, Denver, Colorado, USA, June 6-10, 2004.

[26] SUSTELNET, Review of technical options and constraints for integration of distributed gene-

ration in electricity networks, 2002

[27] M. K. Donnelly, J. E. Dagle, D. J. Trudnowski, G. J. Rogers: Impacts of distributed utility

on transmission system stability, IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 11, No 2, May 1996,

pp.741 –746.

[28] R. T. Guttromson, Modeling distributed energy resource dynamics on the transmission sys-

tem, IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 17, No 4, November 2002, pp.1148 –1153.

[29] M. Reza, J. G. Slootweg, P. H. Schavemaker, W. L. Kling, L. van der Sluis, Investigating

impacts of distributed generation on transmission system stability, PowerTech, IEEE, Italy,

June 2003.

[30] J.Driesen, R.Belmans, Distributed Generation: Challenges and Posible Solutions. IEEE,

2006.

[31] Jenkins N., Allan R., Crossley P., Kirschen D., Strbac G., Embedded Generation, The Insti-

tute of Electrical Engineers, London, 2000

73

Legislação Actual sobre Produção em Regime Especial · e um nível de penetração crescente é...

Documents

Transcript of Legislação Actual sobre Produção em Regime Especial · e um nível de penetração crescente é...