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  1. 1. Profa Ruth Leão Email: rleao@dee.ufc.br HP: www.dee.ufc.br/~rleaoUniversidade Federal do CearáCentro de TecnologiaDepartamento de Engenharia ElétricaGTD – Geração, Transmissão eDistribuição de Energia Elétrica2009
  2. 2. Profa Ruth Leão Email: rleao@dee.ufc.br HP: www.dee.ufc.br/~rleaoAPRESENTAÇÃOEsta apostila sobre aspectos da geração, transmissão e distribuição deenergia elétrica é o resultado de uma coletânea de notas de aula ematendimento à disciplina de Geração, Transmissão e Distribuição deEnergia Elétrica – GTD, do curso de graduação em Engenharia Elétricada Universidade Federal do Ceará.A preparação deste compêndio tem por objetivo contribuir na formaçãode estudantes de Engenharia Elétrica abordando assuntos relacionadosaos sistemas de potência. A apostila agrega conhecimento dos diversossegmentos dos sistemas elétricos de potência desde a geração atéutilização da energia elétrica.Os assuntos abordados foram pesquisados em diversos livros e revistastécnicas, não tendo a pretensão de esgotar todo o conhecimento dosassuntos aqui tratados.Aos alunos, a iniciativa pretende contribuir de forma efetiva no processoensino-aprendizagem não prescindindo da leitura de outras fontesliterárias especializadas.
  3. 3. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-2Capítulo 1 Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência1.1 Introdução1.2 Objetivos da disciplina1.3 História dos Sistemas Elétricos de Potência1.4 Estrutura Organizacional do Setor Elétrico Brasileiro1.5 Estrutura de um Sistema Elétrico de Potência1.5.1 Geração de Energia Elétrica1.5.2 Rede de Transmissão1.5.3 Rede de Sub-transmissão1.5.4 Rede de Distribuição1.6 Características do Sistema Elétrico Brasileiro1.6.1 Geração de Energia Elétrica no Brasil1.6.2 Sistema Interligado Nacional1.6.3 Transmissão de Energia Elétrica no Brasil1.6.4 Sistemas de Distribuição no Brasil1.7 Representação Esquemática de Sistemas de Potência1.7.1 Características dos Sistemas Elétricos dePotência1.7.2 Representação do Sistema Elétrico1.8 Tendências para o Mercado de Energia Elétrica
  4. 4. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-31.1 IntroduçãoNa história da sociedade, a energia elétrica, desde a sua descoberta,sempre ocupou lugar de destaque, tendo em vista a dependência daqualidade de vida e do progresso econômico da qualidade do produto edos serviços relacionados à energia elétrica, que por sua vez dependemde como as empresas de eletricidade projetam, operam e mantêm ossistemas elétricos de potência.Figura 1.1 Importância da eletricidade para a sociedade.A energia elétrica proporciona à sociedade trabalho, produtividade edesenvolvimento, e aos seus cidadãos conforto, comodidade, bem-estare praticidade, o que torna a sociedade moderna cada vez maisdependente de seu fornecimento e mais suscetível às falhas do sistemaelétrico. Em contrapartida esta dependência dos usuários vem setraduzindo em exigências por melhor qualidade de serviço e do produto.A energia elétrica é uma das mais nobres formas de energia secundária.A sua facilidade de geração, transporte, distribuição e utilização, com asconseqüentes transformações em outras formas de energia, atribuem àeletricidade uma característica de universalização, disseminando o seuuso pela humanidade. No mundo de hoje, eletricidade, como alimento emoradia, é um direito humano básico. Eletricidade é a dominante formaEnergiaElétricaQualidadede Serviço edo ProdutoQualidade deVidaDesenvolvimentoEconômico
  5. 5. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-4de energia moderna para telecomunicações, tecnologia da informação, eprodução de bens e serviços.Os crescimentos da população mundial e da economia nos países emdesenvolvimento implicam, necessariamente, no aumento do consumode energia, porém a produção de energia deve seguir os conceitos dedesenvolvimento sustentável e de responsabilidade ambiental. O gráficoda Figura 1.2 apresenta o crescimento da geração mundial deeletricidade por combustível, sendo estimado para os próximos 20 anosum crescimento superior a 50% na produção mundial de eletricidade. Aeletricidade é a forma de energia de uso final que mais cresce noperíodo analisado (2006-2030).0,05,010,015,020,025,030,035,02006 2010 2015 2020 2025 2030TrillionKilowatthoursRenewablesCoalNatural GasNuclearLiquidsFonte: International Energy Outlook 2009Figura 1.2 Geração mundial de energia elétrica.Segundo resultados preliminares do Balanço Energético Nacional –BEN12009, ano base 2008, o consumo final energético por fonte estámostrado na Figura 1.3 onde se observa que a eletricidade representa17,4% do consumo final ficando atrás apenas do óleo diesel – 17,7%,sendo, portanto a segunda forma de energia mais consumida no país.1O BEN apresenta a contabilidade relativa à oferta e ao consumo de todas as formas energia no Brasil, contemplando asatividades de extração de recursos energéticos primários, sua conversão em formas secundárias, a importação e a exportação,a distribuição e o uso final da energia.18,020,623,226,028,931,8
  6. 6. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-5¹ Inclui apenas gasolina A (automotiva)2Outras Fontes Inclui lixívia, óleo combustível, gás de refinaria, coque de carvão mineral e carvão vegetal, dentreoutrosFonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2009 – Resultados Preliminares.Figura 1.3 Consumo final energético por fonte no Brasil em 2009.No Brasil, dentre as fontes primárias e secundárias de energia a fontehidráulica é a que mais contribui para produção de energia elétrica(73,1%) estando os locais produtores em regiões quase sempredistantes dos centros consumidores (Figura1.4). Com isso sãonecessárias grandes extensões de linhas de transmissão e instalaçõespara repartir e distribuir a energia nos centros de consumo.
  7. 7. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-6(*) Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações.Fonte: Balanço Energético Nacional 2009 – Resultados Preliminares.Figura 1.4 Estrutura da oferta de energia elétrica no Brasil em 2008.A eletricidade apresenta uma combinação de atributos que a tornadistinta de outros produtos, como:− dificuldade de armazenamento em termos econômicos;− variações em tempo real na demanda, e na produção em caso defontes renováveis;− falhas randômicas em tempo real na geração, transmissão edistribuição; e− necessidade de atender as restrições físicas para operaçãoconfiável e segura da rede elétrica.As condições de não armazenamento e de não violação das restriçõesoperativas impõem à eletricidade sua produção no momento exato emque é requerida ou consumida fazendo com que o dimensionamento dosistema elétrico seja determinado pelo nível máximo de energiademandada, resultando em ociosidade dessas instalações durante operíodo de menor demanda.O atendimento dos aspectos de simultaneidade de produção e consumo,exigindo instalações dimensionadas para a ponta de carga, e a longadistância entre os locais de geração e os centros consumidores pode sertraduzido pela necessária existência de um sistema de transmissão e dedistribuição longos e complexos, apoiados por uma estrutura de
  8. 8. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-7instalações e equipamentos que, além de representar importantesinvestimentos, exigem ações permanentes de planejamento, operação emanutenção, e estão como qualquer produto tecnológico sujeito à falhas.Os sistemas elétricos são tipicamente divididos em segmentos como:geração, transmissão, distribuição, utilização e comercialização. A ofertada energia elétrica aos seus usuários é realizada através da prestaçãode serviço público concedido para exploração à entidade privada ougovernamental. As empresas que prestam serviço público de energiaelétrica o fazem por meio da concessão ou permissão concedidos pelopoder público.A disciplina de sistemas de energia elétrica apresenta uma visãopanorâmica da estrutura organizacional do setor elétrico nacional e decada um dos segmentos dos sistemas de potência.1.2 Objetivos da disciplinaa) Apresentar a estrutura organizacional do setor elétrico brasileiro, seusagentes e funções.b) Apresentar os principais componentes de um sistema elétrico depotência, suas funções e princípio de operação dos elementos.c) Apresentar modelos de representação do sistema elétrico e de seuscomponentes: circuito equivalente, representação unifilar, sistema porunidade.d) Apresentar modelos típicos de:− Usinas de Geração: tipos, componentes, operação.− Subestações: equipamentos, arranjos.− Sistemas de Transmissão: parâmetros elétricos, modelos de linha,capacidade de transporte.− Sistemas de Distribuição: equipamentos de rede, característica dacarga, medição, tarifa.
  9. 9. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-8d) Apresentar a automação dos sistemas elétricos de potência:hierarquia organizacional dos sistemas elétricos, arquitetura dosistema de automação, funções de supervisão e controle.1.3 História dos Sistemas Elétricos de PotênciaMuito da tecnologia hoje em uso deve-se a grandes pioneiros eempreendedores da eletricidade. Seus nomes e feitos são aquiregistrados como tributo de reconhecimento pela grande constribuição.JJaammeess WWaatttt 11773366 –– 11881199 ((EEssccooccêêss))−− Mecânico, concebeu o princípio da máquina a vapor,que possibilitou a revolução industrial.−− A unidade de potência útil foi dada em suahomenagem (watt).AAlleessssaannddrroo VVoollttaa 1745 - 1827 (Italiano)− Em 1800 anunciou a invenção da bateria.− A unidade de força eletromotriz foi criada em suahomenagem (volt).AAnnddrréé MMaarriiee AAmmppèèrree 1775 - 1836 (Francês)− Iniciou pesquisa em 1820 sobre campos elétricos emagnéticos a partir do anunciado de Oersted (Oe –intensidade de campo magnético).− Descobriu que as correntes agiam sobre outrascorrentes.− Elaborou completa teoria experimental e matemáticalançando as bases do eletromagnetismo.− A unidade de corrente elétrica foi escolhida em suahomenagem (ampère).GGeeoorrgg SSiimmoonn OOhhmm 1789-1854 (Alemão)− Em 1827 enunciou a lei de Ohm.− Seu trabalho só foi reconhecido pelo mundo científicoem 1927.− As unidades de resistência, reatância e impedânciaelétrica foram escolhidas em sua homenagem (ohm).
  10. 10. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-9MMiicchhaaeell FFaarraaddaayy 1791-1867 (Inglês)− Físico e químico, em 1831 descobriu a induçãoeletromagnética.− Constatou que o movimento de um imã através de umabobina de fio de cobre causava fluxo de corrente nocondutor.− Estabeleceu o princípio do motor elétrico.− Considerado um dos maiores experimentalistas detodos os tempos.− A unidade de capacitância é em sua homenagem (F).JJoosseepphh HHeennrryy 1797-1878 (Americano)− Descobriu a indutância de uma bobina.− Em sua homenagem seu nome foi dado à unidade deindutância (henry).GGuussttaavv RRoobbeerrtt KKiirrcchhhhooffff 1824–1887 (Alemão)− Em 1847 anunciou as leis de Kirchhoff para correntes etensões.TThhoommaass AAllvvaa EEddiissoonn 1847-1931 (Americano)− Em 1879 inventou a lâmpada elétrica.− Patenteou 1100 invenções: cinema, gerador elétrico,máquina de escrever, etc.− Criou a Edison General Electric Company.− Foi sócio da ‘General Electric Company’.− Instalou em 1882 a primeira usina de geração deenergia elétrica do mundo com fins comerciais, na áreade Wall Street, Distrito Financeiro da cidade de NewYork. A Central gerava em corrente contínua, com seisunidades geradoras com potência total de 700 kW,para alimentar 7200 lâmpadas em 110 V. O primeiroprojeto de êxito de central elétrica havia sido instaladono mesmo ano em Londres, com capacidade de
  11. 11. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-10geração para 1000 lâmpadas2.WWiilllliiaamm SSttaannlleeyy 1858-1968 ((AAmmeerriiccaannoo))– Em 1885/6 desenvolveu comercialmente otransformador.NNiikkoollaa TTeessllaa 1856-1943 (Croata-Americano)− Em 1888 inventou dos motores de indução e síncrono.− Inventor do sistema polifásico.− Responsável pela definição de 60 Hz como freqüênciapadrão nos EUA.− A unidade para densidade de fluxo magnético é em suahomenagem (T).GGeeoorrggee WWeessttiinngghhoouussee 1846-1914 (Americano)− Inventor do disjuntor a ar.− Comprou a patente do recém inventado transformadordos ingleses Lucien Gaulard e John D. Gibbs.− Comprou a patente do motor elétrico de Tesla.− Em 1886 organizou a Westinghouse Electric Company.− Venceu a batalha das correntes contra Edison.1.4 Estrutura Organizacional do Setor Elétrico BrasileiroO setor elétrico mundial tem passado por amplo processo de re-estruturação organizacional. No modelo atual os sistemas elétricos sãotipicamente divididos em segmentos como: geração, transmissão,distribuição, e comercialização.No Brasil, este processo de re-estruturação foi desencadeado com acriação de um novo marco regulatório, a desestatização das empresasdo setor elétrico, e a abertura do mercado de energia elétrica.2War of Currents (http://en.wikipedia.org/wiki/War_of_Currents)
  12. 12. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-11Para gerenciar este novo modelo do setor elétrico, o Governo Federalcriou a estrutura organizacional apresentada na Figura 1.5 e definida aseguir.Fonte: ANEELFigura 1.5 Estrutura organizacional e os agentes do setor elétrico brasileiro.a) Conselho Nacional de Política Energética – CNPEÓrgão de assessoramento do Presidente da República para formulaçãode políticas nacionais e diretrizes de energia, visando, dentre outros, oaproveitamento natural dos recursos energéticos do país, a revisãoperiódica da matriz energética e a definição de diretrizes para programasespecíficos.b) Ministério de Minas e Energia – MMEEncarregado de formulação, do planejamento e da implementação deações do Governo Federal no âmbito da política energética nacional. OMME detém o poder concedente.c) Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSEConstituído no âmbito do MME e sob sua coordenação direta, com afunção precípua de acompanhar e avaliar permanentemente a
  13. 13. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-12continuidade e a segurança do suprimento eletro energético em todo oterritório.d) Empresa de Pesquisa Energética - EPEEmpresa pública federal vinculada ao MME tem por finalidade prestarserviços na área de estudos e pesquisas destinados a subsidiar oplanejamento do setor energético.e) Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEELAutarquia vinculada ao MME, com finalidade de regular a fiscalização, aprodução, transmissão, distribuição e comercialização de energia, emconformidade com as políticas e diretrizes do Governo Federal. AANEEL detém os poderes regulador e fiscalizador.f) Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONSPessoa jurídica de direito privado, sem fins lucrativos, sob regulação efiscalização da ANEEL, tem por objetivo executar as atividades decoordenação e controle da operação de geração e transmissão, noâmbito do SIN (Sistema Interligado Nacional). O ONS é responsável pelaoperação física do sistema e pelo despacho energético centralizado.g) Câmara de Comercialização de Energia Elétrica - CCEEPessoa jurídica de direito privado, sem fins lucrativos, sob regulação efiscalização da ANEEL, com finalidade de viabilizar a comercialização deenergia elétrica no Sistema Interligado Nacional - SIN. Administra oscontratos de compra e venda de energia elétrica, sua contabilização eliquidação. A CCEE é responsável pela operação comercial do sistema.A comercialização de energia elétrica é atualmente realizada em doisambientes diferentes:- Ambiente de Contratação Livre (ACL): destinado ao atendimento deconsumidores livres3por meio de contratos bilaterais firmados comprodutores independentes de energia, agentes comercializadores ougeradores estatais. Estes últimos só podem fazer suas ofertas por meiode leilões públicos.3Consumidor livre: consumidor que pode optar pela compra de energia elétrica junto a qualquer fornecedor, queé atendido em qualquer tensão e com demanda contratada mínima de 3MW. (Resolução ANEEL No. 264 e 456).
  14. 14. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-13- Ambiente de Contratação Regulada (ACR): destinado ao atendimentode consumidores cativos por meio das distribuidoras, sendo estassupridas por geradores estatais ou independentes que vendem energiaem leilões públicos anuais.h) Agências Estaduais de Energia ElétricaNos estados foram criadas as Agências Reguladoras Estaduais com afinalidade de descentralizar as atividades da ANEEL. A Figura 1.6apresenta as agências reguladoras estaduais.Figura 1.6 Agências reguladoras nacionais.i) EletrobrásA Eletrobrás controla grande parte dos sistemas de geração etransmissão de energia elétrica do Brasil por intermédio de seissubsidiárias: Chesf, Furnas, Eletrosul, Eletronorte, CGTEE (Companhiade Geração Térmica de Energia Elétrica) e Eletronuclear. A empresapossui ainda 50% da Itaipu Binancional e também controla o Centro dePesquisas de Energia Elétrica (Cepel), o maior de seu gênero noHemisfério Sul. A Eletrobrás dá suporte a programas estratégicos dogoverno federal, como o Programa de Incentivo às Fontes Alternativasde Energia Elétrica (Proinfa), o Programa Nacional de Universalizaçãodo Acesso e Uso da Energia Elétrica (Luz para Todos) e o ProgramaNacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel).
  15. 15. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-14j) Agentes SetoriaisAgentes relacionados ao setor de energia elétrica (Tabela 1.1).Tabela 1.1. Associações Setoriais de Energia Elétrica.ABRAGE Associação Brasileira das Empresas Geradoras de EnergiaElétrica.Empresas associadas: AES TIETÊ, CDSA, CEMIG, CESP, CEEE,DUKE-GP, CHESF, COPEL, ELETRONORTE, EMAE, FURNAS, LIGHT,TRACTEBEL ENERGIAABRATE Associação Brasileira de Grandes Empresas deTransmissão de Energia Elétrica.Empresas associadas: CEMIG, CTEEP, CHESF, COPEL TransmissãoS.A, ELETRONORTE, Furnas Centrais Elétricas AS, Companhia Estadual deGeração e Transmissão de Energia Elétrica - CEEE GT, ELETROSUL CentraisElétricas S.A.ABRADEE Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica.Empresas associadas (48 dentre as 67 concessionárias dedistribuição): AES SUL DISTRIBUIDORA GAÚCHA DE ENERGIA S.A.;AMPLA - COMPANHIA DE ELETRICIDADE DO RIO DE JANEIRO;BANDEIRANTE ENERGIA S.A.; BOA VISTA ENERGIA S.A.; COMPANHIA DEELETRICIDADE DA BORBOREMA; EMPRESA ELÉTRICA BRAGANTINA;CAIUA SERVIÇOS DE ELETRICIDADE S.A.; COMPANHIA FORÇA E LUZCATAGUAZES LEOPOLDINA; CEAL - COMPANHIA ENERGÉTICA DEALAGOAS; CEAM - COMPANHIA ENERGÉTICA DO AMAZONAS (incorporadapela Manaus Energia S.A. (MASA); CEB - COMPANHIA ENERGÉTICA DEBRASÍLIA; CEEE - COMPANHIA ESTADUAL DE ENERGIA ELÉTRICA; CELESC- CENTRAIS ELÉTRICAS DE SANTA CATARINA S.A.; CELG - COMPANHIAENERGÉTICA DE GOIÁS; CELPA - CENTRAIS ELÉTRICAS DO PARÁ S.A.;CELPE - COMPANHIA ENERGÉTICA DE PERNAMBUCO; CELTINS -COMPANHIA DE ENERGIA ELÉTRICA DO ESTADO DO TOCANTINS; CEMAR -COMPANHIA ENERGÉTICA DO MARANHÃO; CEMAT - CENTRAIS ELÉTRICASMATOGROSSENSES S.A.; CEMIG - COMPANHIA ENERGÉTICA DE MINASGERAIS; CENF - COMPANHIA DE ELETRICIDADE DE NOVA FRIBURGO;CEPISA - COMPANHIA ENERGÉTICA DO PIAUÍ; CERON - CENTRAISELÉTRICAS DE RONDÔNIA S.A; CFLO - COMPANHIA FORÇA E LUZ DOOESTE; CHESP - COMPANHIA HIDROELÉTRICA SÃO PATRÍCIO; COELBA -COMPANHIA DE ELETRICIDADE DO ESTADO DA BAHIA; COELCE -COMPANHIA ENERGÉTICA DO CEARÁ; COPEL - COMPANHIA PARANAENSEDE ENERGIA; COSERN - COMPANHIA ENERGÉTICA DO RIO GRANDE DONORTE; CPEE - COMPANHIA PAULISTA DE ENERGIA ELÉTRICA; CPFL -COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ; DEM – P.CALDAS -DEPARTAMENTO MUNICIPAL DE ELETRICIDADE DE POÇOS DE CALDAS;ELEKTRO - ELEKTRO ELETRICIDADE E SERVIÇOS S.A; ELETROACRE -COMPANHIA DE ELETRICIDADE DO ACRE; ELETROCAR - CENTRAISELÉTRICAS DE CARAZINHO S.A.; ELETROPAULO - ELETROPAULOMETROPOLITANA ELETRICIDADE DE SÃO PAULO S.A.; ENERGIPE -EMPRESA ENERGÉTICA DE SERGIPE S.A.; ENERSUL - EMPRESAENERGÉTICA DE MATO GROSSO DO SUL S.A.; ESCELSA - ESPÍRITO SANTOCENTRAIS ELÉTRICAS S.A.; IGUAÇU DISTRIBUIDORA DE ENERGIAELÉTRICA LTDA.; LIGHT SERVIÇOS DE ELETRICIDADE S.A.; MANAUS
  16. 16. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-15ENERGIA S.A.; COMPANHIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA;HIDROELÉTRICA PANAMBI S. A.; EMPRESA DE ELETRICIDADE VALEPARANAPANEMA S.A.; COMPANHIA PIRATININGA DE FORÇA E LUZ; RGE -RIO GRANDE ENERGIA S.A.; SAELPA - SOCIEDADE ANÔNIMA DEELETRIFICAÇÃO DA PARAÍBA; EMPRESA LUZ E FORÇA SANTA MARIA S.A.;SULGIPE - COMPANHIA SUL SERGIPANA DE ELETRICIDADE.ABEER Associação Brasileira das Empresas de Energia RenovávelABRACEEL Associação Brasileira dos Agentes Comercializadores deEnergia ElétricaABRACEE Associação Brasileira de Grandes ConsumidoresIndustriais de Energia e de Consumidores LivresAPINE Associação Brasileira dos Produtores Independentes deEnergia Elétrica - Os produtores independentes (PIEs) sãoempresas ou grupo de empresas reunidas em consórcio,com autorização ou concessão para produzir energiadestinada ao comércio de toda ou parte da produção porsua conta e risco. Os PIs têm como garantia o livre acessoaos sistemas elétricos, além disso, têm autonomia parafechar contratos bilaterais de compra e venda de energiaelétrica.1.5 Estrutura de um Sistema Elétrico de PotênciaO objetivo de um sistema elétrico de potência (SEP) é gerar, transmitir edistribuir energia elétrica atendendo a determinados padrões deconfiabilidade, disponibilidade, qualidade, segurança e custos, com omínimo impacto ambiental e o máximo de segurança pessoal.– Confiabilidade e disponibilidade são duas importantes e distintascaracterísticas que os SEPs devem apresentar. Ambos sãoexpressos em %.o Confiabilidade representa a probabilidade decomponentes, partes e sistemas realizarem suasfunções requeridas por um dado período de tempo semfalhar. Confiabilidade representa o tempo que ocomponente, parte ou sistema levará para falhar. Aconfiabilidade não reflete o tempo necessário para aunidade em reparo retornar à condição de trabalho.o Disponibilidade é definida como a probabilidade que osistema esteja operando adequadamente quando
  17. 17. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-16requisitado para uso. Em outras palavras, é aprobabilidade de um sistema não estar com falha ou emreparo quando requisitado para uso. A expressãoabaixo quantifica a disponibilidade:MTBFAMTBF MTTR=+(1)A – availability (disponibilidade)MTBF – tempo médio entre falhas ou MTTFMTTR – tempo médio para reparo - inclui desde adetecção até a retificação da falha.A disponibilidade é função da confiabilidade e damanutenabilidade – exercício da manutenção. Se umsistema tem uma alta disponibilidade nãonecessariamente terá uma alta confiabilidade.Tabela 1.2 Relação entre confiabilidade, manutenabilidade e disponibilidade.[Fonte: http://www.weibull.com/hotwire/issue26/relbasics26.htm]Confiabilidade Manutenabilidade DisponibilidadeConstante Diminuir DiminuirConstante Aumentar AumentarAumentar Constante AumentarDiminuir Constante DiminuirComo pode ser visto na Tabela 1.2, se a confiabilidadeé mantida constante, mesmo em um valor alto, isto nãoimplica diretamente uma alta disponibilidade. Quando otempo para reparo aumenta, a disponibilidade diminui.Mesmo um sistema com uma baixa confiabilidadepoderia ter uma alta disponibilidade se o tempo parareparo é curto.– Qualidade da energia é a condição de compatibilidade entresistema supridor e carga atendendo critérios de conformidadesenoidal.– Segurança está relacionado com a habilidade do sistema deresponder a distúrbios que possam ocorrer no sistema. Em geral
  18. 18. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-17os sistemas elétricos são construídos para continuar operandoapós ser submetido a uma contingência.A estrutura do sistema elétrico de potência compreende os sistemas degeração, transmissão, distribuição e subestações de energia elétrica, emgeral cobrindo uma grande área geográfica.Figura 1.7 Estrutura básica de um sistema elétrico.O sistema atual de energia elétrica é baseado em grandes usinas degeração que transmitem energia através de sistemas de transmissão dealta tensão, que é então distribuída para sistemas de distribuição demédia e baixa tensão. Em geral o fluxo de energia é unidirecional e aenergia é despachada e controlada por centro(s) de despacho com baseem requisitos pré-definidos.Normalmente os sistemas de distribuição são gerenciados pormonopólios empresariais, enquanto o setor de geração e de transmissãoapresenta certa competitividade em um sistema desverticalizado.A Figura 1.8 ilustra os três segmentos tradicionais de redes de energiaelétrica.
  19. 19. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-18Figura 1.8 Estrutura tradicional de uma rede de energia elétrica. [Fonte: Aneel].1.5.1 Geração de Energia ElétricaNa geração de energia elétrica uma tensão alternada é produzida, a qualé expressa por uma onda senoidal, com freqüência fixa e amplitude quevaria conforme a modalidade do atendimento em baixa, média ou altatensão. Essa onda senoidal propaga-se pelo sistema elétrico mantendo afreqüência constante e modificando a amplitude à medida que trafeguepor transformadores. Os consumidores conectam-se ao sistema elétricoe recebem o produto e o serviço de energia elétrica.1.5.2 Rede de TransmissãoA rede de transmissão liga as grandes usinas de geração às áreas degrande consumo. Em geral apenas poucos consumidores com um altoconsumo de energia elétrica são conectados às redes de transmissãoonde predomina a estrutura de linhas aéreas.A segurança é um aspecto fundamental para as redes de transmissão.Qualquer falta neste nível pode levar a descontinuidade de suprimentopara um grande número de consumidores. A energia elétrica épermanentemente monitorada e gerenciada por um centro de controle. Onível de tensão depende do país, mas normalmente o nível de tensãoestabelecido está entre 220 kV e 765 kV.
  20. 20. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-191.5.3 Rede de Sub-TransmissãoA rede de sub-transmissão recebe energia da rede de transmissão comobjetivo de transportar energia elétrica a pequenas cidades ouimportantes consumidores industriais. O nível de tensão está entre 35 kVe 160 kV.Em geral, o arranjo das redes de sub-transmissão é em anel paraaumentar a segurança do sistema. A estrutura dessas redes é em geralem linhas aéreas, por vezes cabos subterrâneos próximos a centrosurbanos fazem parte da rede. A permissão para novas linhas aéreas estácada vez mais demorada devido ao grande número de estudos deimpacto ambiental e oposição social. Como resultado, é cada vez maisdifícil e caro para as redes de sub-transmissão alcançar áreas de altadensidade populacional. Os sistemas de proteção são do mesmo tipodaqueles usados para as redes de transmissão e o controle é regional.1.5.4 Redes de DistribuiçãoAs redes de distribuição alimentam consumidores industriais de médio epequeno porte, consumidores comerciais e de serviços e consumidoresresidenciais.Os níveis de tensão de distribuição são assim classificados segundo oProdist:− Alta tensão de distribuição (AT): tensão entre fases cujo valor eficaz éigual ou superior a 69kV e inferior a 230kV.− Média tensão de distribuição (MT): tensão entre fases cujo valoreficaz é superior a 1kV e inferior a 69kV.− Baixa tensão de distribuição (BT): tensão entre fases cujo valor eficazé igual ou inferior a 1kV.De acordo com a Resolução No456/2000 da ANEEL e o módulo 3 doProdist, a tensão de fornecimento para a unidade consumidora se daráde acordo com a potência instalada:− Tensão secundária de distribuição inferior a 2,3kV: quando a cargainstalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75 kW;
  21. 21. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-20− Tensão primária de distribuição inferior a 69 kV: quando a cargainstalada na unidade consumidora for superior a 75 kW e a demandacontratada ou estimada pelo interessado, para o fornecimento, forigual ou inferior a 2.500 kW;− Tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 kV: quando ademanda contratada ou estimada pelo interessado, para ofornecimento, for superior a 2.500 kW.As tensões de conexão padronizadas para AT e MT são: 138 kV (AT), 69kV (AT), 34,5 kV (MT) e 13,8 kV (MT). O setor terciário, tais comohospitais, edifícios administrativos, pequenas indústrias, etc, são osprincipais usuários da rede MT.A rede BT representa o nível final na estrutura de um sistema depotência. Um grande número de consumidores, setor residencial, éatendido pelas redes em BT. Tais redes são em geral operadasmanualmente.Tabela 1.3 Tensões Nominais Padronizadas de Baixa Tensão – Prodist Módulo 3A Figura 1.9 mostra um diagrama com a representação dos váriossegmentos de um sistema de potência com seus respectivos níveis detensão.
  22. 22. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-21Figura 1.9 Faixas de tensão de sistemas elétricos.Os níveis de tensões praticados no Brasil são: 765 kV, 525 kV, 500 kV,440 kV, 345 kV, 300 kV, 230 kV, 161 kV, 138 kV, 132 kV, 115 kV, 88 kV,69 kV, 34,5 kV, 23 kV, 13,8 kV, 440 V, 380 V, 220 V, 110 V.1.6 Características do Sistema Elétrico Brasileiro1.6.1 Geração de Energia Elétrica no BrasilO sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil podeser classificado como hidrotérmico de grande porte, com fortepredominância de usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários.A maior parte da capacidade instalada é composta por usinashidrelétricas, que se distribuem em 12 diferentes bacias hidrográficasnas diferentes regiões do país de maior atratividade econômica. São oscasos das bacias dos rios Tocantins, Paranaíba, São Francisco,Paranaíba, Grande, Paraná, Tietê, Paranapanema, Iguaçu, Uruguai eJacuí onde se concentram as maiores centrais hidrelétricas.Classificação:Acima de 765 kV (UAT)230kV<V≤765kV (EAT)35 kV <V≤ 230kV (AT)1 kV<V≤ 35 kV (MT)V ≤ 1000 V (BT)
  23. 23. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-22[Fonte: http://www.ons.com.br/conheca_sistema/mapas_sin.aspx#]Figura 1.10 Integração eletroenergética no Brasil.Os reservatórios nacionais situados em diferentes bacias hidrográficas,que não têm nenhuma ligação física entre si, funcionam como se fossemvasos comunicantes interligados por linhas de transmissão.A capacidade de geração do Brasil em 2008 é de 104.851.356 kW depotência, com um total de total 2.100 empreendimentos em operação.Figura 1.11 Participação de fontes de geração no Brasil4. [Fonte: Annel]
  24. 24. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-23Os dez agentes de maior capacidade instalada no país sãoapresentados na Tabela 1.4.Tabela 1.4 Maiores agentes de capacidade instalada no Brasil(Usinas em Operação). Fonte: AneelNº Agentes do SetorPotência Instalada(kW)1ºCompanhia Hidro Elétrica do SãoFrancisco CHESF10.618.3272º Furnas Centrais Elétricas S/A. FURNAS 9.456.9003ºCentrais Elétricas do Norte do Brasil S/A.ELETRONORTE9.256.933,104ºCompanhia Energética de São PauloCESP7.455.3005º Itaipu Binacional ITAIPU 7.000.0006º Tractebel Energia S/ATRACTEBEL 6.965.3507ºCEMIG Geração e Transmissão S/ACEMIG-GT6.782.1348º Petróleo Brasileiro S/APETROBRÁS 4.832.276,609ºCopel Geração e TransmissãoS.A.COPEL-GT4.544.91410º AES Tietê S/AAES TIETÊ 2.645.0501.6.2 Sistema Interligado Nacional - SINO parque gerador nacional é constituído, predominantemente, decentrais hidrelétricas de grande e médio porte, instaladas em diversaslocalidades do território nacional. Por outro lado, existe umaconcentração de demanda em localidades industrializadas onde não seconcentram as centrais geradoras. Estas características são imperativaspara a implantação de um sistema de transmissão de longa distância.Até 1999, o Brasil possuía vários sistemas elétricos desconectados, oque impossibilitava uma operação eficiente das bacias hidrográficasregionais e da transmissão de energia elétrica entre as principais usinasgeradoras. Com o objetivo de ampliar a confiabilidade, otimizar osrecursos energéticos e homogeneizar mercados foi criado o sistema4Legenda: CGH Central Geradora Hidrelétrica (até 1MW); EOL Central Geradora Eolielétrica; PCH Pequena CentralHidrelétrica (de 1MW a 30MW); SOL Central Geradora Solar Fotovoltaica; UHE Usina Hidrelétrica de Energia; UTE UsinaTermelétrica de Energia; UTN Usina Termonuclear.
  25. 25. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-24interligado nacional - SIN, o qual é responsável por mais de 95% dofornecimento nacional. Sua operação é coordenada e controlada peloOperador Nacional do Sistema Elétrico – ONS.A Operação Nacional do Sistema Elétrico através do ONS concentra suaatuação sobre a Rede de Operação do Sistema Interligado Nacional. ARede de Operação é constituída pela Rede Básica, Rede Complementar,e Usinas submetidas ao despacho centralizado, sendo a RedeComplementar aquela situada fora dos limites da Rede Básica e cujosfenômenos têm influência significativa nesta.Figura 1.12 Redes de operação do sistema interligado nacional [Fonte: ONS].O sistema interligado de eletrificação permite que as diferentes regiõespermutem energia entre si, quando uma delas apresenta queda no níveldos reservatórios. Como o regime de chuvas é diferente nas regiões Sul,Sudeste, Norte e Nordeste, os grandes troncos (linhas de transmissão damais alta tensão: 500 kV ou 750 kV) possibilitam que os pontos comprodução insuficiente de energia sejam abastecidos por centros degeração em situação favorável.
  26. 26. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-25Figura 1.13 Exemplo de sistema elétrico interligado.Vantagens dos sistemas interligados:Aumento da estabilidade – sistema torna-se mais robusto podendoabsorver, sem perda de sincronismo, maiores impactos elétricos.Aumento da confiabilidade – permite a continuidade do serviço emdecorrência da falha ou manutenção de equipamento, ou aindadevido às alternativas de rotas para fluxo da energia.Aumento da disponibilidade do sistema – a operação integradaacresce a disponibilidade de energia do parque gerador em relaçãoao que se teria se cada empresa operasse suas usinas isoladamente.Mais econômico – permite a troca de reservas que pode resultar emeconomia na capacidade de reservas dos sistemas. O intercâmbio deenergia está baseado no pressuposto de que a demanda máxima dossistemas envolvidos acontece em horários diferentes. O intercâmbiopode também ser motivado pela importação de energia de baixo custode uma fonte geradora, como por exemplo, a energia hidroelétricapara outro sistema cuja fonte geradora apresenta custo mais elevado.Desvantagens dos sistemas interligados:Distúrbio em um sistema afeta os demais sistemas interligados.A operação e proteção tornam-se mais complexas.Sistema ASistema BSistema C Sistema DSistema E
  27. 27. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-261.6.3 Transmissão de Energia Elétrica no BrasilAs linhas de transmissão no Brasil costumam ser extensas, porque asgrandes usinas hidrelétricas geralmente estão situadas a distânciasconsideráveis dos centros consumidores de energia. Hoje o país estáquase que totalmente interligado, de norte a sul.As principais empresas investidoras em linhas de transmissão no paísestão relacionadas na Tabela 1.5.Tabela 1.5 Maiores transmissores do país – Extensão de linhas (km)Fonte ABRATE Maio/2008Nº Agentes do Setor km de linhas1º FURNAS 19.0822º CTEEP 18.4953º CHESF 18.2604º Eletrosul 10.6935º Eletronorte 7.8566º CEEE 6.0087º CEMIG 4.8758º COPEL 1.766Apenas o Amazonas, Roraima, Acre, Amapá, Rondônia e parte dosEstados do Pará ainda não fazem parte do sistema integrado deeletrificação. Nestes Estados, o abastecimento é feito por pequenasusinas termelétricas ou por usinas hidrelétricas situadas próximas àssuas capitais.No Brasil, a interligação do sistema elétrico liga as diferentes regiões dopaís como pode ser visto no mapa da Figura 1.14 que apresenta oSistema de Transmissão Nacional.
  28. 28. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-27[Fonte: http://www.ons.com.br/conheca_sistema/mapas_sin.aspx#]Figura 1.14 Sistema de transmissão brasileiro [Fonte: Aneel].Sistema norte – centro-oeste → o primeiro circuito de interligação,conhecido por Linhão Norte-Sul, foi construído em 500 kV, com 1.277km de extensão, capacidade de transmissão de 1100MW e comtransferência média de 600MW, o que representou o acréscimo deuma usina de 600MW para o sistema sul-sudeste brasileiro. Embora ainterligação seja conhecida como ‘ligação norte-sul’ o circuito interligao estado de Tocantins ao Distrito Federal. Em março de 2004 foiinaugurado o segundo circuito de interligação norte-sul II, com 1278km de extensão, operando em 500 kV, passando pelas SE Imperatriz,no Maranhão, Colinas, Miracema e Gurupi, no Tocantins, Serra da
  29. 29. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-28Mesa em Goiás, e Samambaia em Brasília. Os circuitos em 500kVtransmitem energia da UHE Luis Eduardo Magalhães – Lajeado,localizada no rio Tocantins, entre os municípios de Lajeado eMiracema do Tocantins com potência instalada de 902,5 MW. A UHELajeado é o maior empreendimento de geração realizado pelainiciativa privada no Brasil.Expansão da linha de transmissão Interligação Norte-Sul (Centro-oeste-Sudeste) com tensão de 500 kV. Essa linha interliga assubestações de Samambaia (DF), Itumbiara (GO) e Emborcação(SP). A linha permitirá o escoamento, para a região Sudeste, daenergia gerada pelas usinas de Lajeado (TO), Cana Brava (GO), e 2aetapa de Tucuruí (PA).Sistema interligado sudeste – centro-oeste → concentra pelo menos60% da demanda de energia no Brasil.Sistema sul – sudeste → com energia transferida da usina de Itaipu (2circuitos em CC em 600kV ligando a usina a São Roque (SP), 2circuito 765kV ligando a usina a Tijuco Preto).Sistema nordeste → hoje a região Nordeste importa energia elétricadas hidrelétricas de Lajeado, em Tocantins, Cana Brava, em Goiás, eTucuruí I e II, no Pará.Grande parte da região norte e uma parcela reduzida da região centro-oeste, além de algumas pequenas localidades esparsas pelo territóriobrasileiro, ainda não fazem parte do sistema interligado, sendo osuprimento de energia elétrica efetuado, quando existente, por meio depequenos sistemas elétricos isolados. Nesses casos, a produção deeletricidade é normalmente efetuada por meio de unidades geradoras depequeno porte, utilizando freqüentemente motores Diesel comoequipamento motriz. A existência desses sistemas isolados, em algumassituações, como é o caso dos sistemas das cidades de Manaus, BoaVista (Roraima) e Porto Velho (Rondônia), assumem proporções derelativa significância, com demandas superiores a 100MW, em grandeparte responsáveis pela predominância da geração termelétrica a diesel.
  30. 30. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-29Para atender às políticas externa e energética, o Brasil está interligadoaos países vizinhos como Venezuela (para fornecimento a Manaus eBoa Vista), Argentina, Uruguai, e Paraguai.1.6.4 Sistemas de Distribuição no BrasilOs sistemas de distribuição de energia elétrica no Brasil incluem todasas redes e linhas de distribuição de energia elétrica em tensão inferior a230 kV, seja em baixa tensão (BT), média tensão (MT) ou alta tensão(AT).– Alta tensão (AT): Tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ousuperior a 69 kV e inferior a 230 kV, ou instalações em tensão igualou superior a 230 kV quando especificamente definidas pela ANEEL.– Média tensão (MT): Tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a1 kV e inferior a 69 kV.– Baixa tensão (BT): Tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ouinferior a 1 kV.Tabela 1.6 Dez Maiores agentes de distribuição do país (por consumo)Fonte ABRADEE Dez/2007Nº EmpresaConsumo emGWh1º Eletropaulo 32.5482º Cemig 20.6933º CPFL 18.8664º Copel 18.5235º Light 18.2356º Celesc 13.8297º Coelba 11.4038º Elektro 10.0559º Celpe 8.17110º Piratininga 8.0151.7 Representação Esquemática de Sistemas de PotênciaOs símbolos para representação dos componentes elétricos sãoapresentados na Figura 1.15.
  31. 31. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-30
  32. 32. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-31Figura 1.15 Símbolos de componentes elétricos.1.7.1 Características dos Sistemas Elétricos de PotênciaOs Sistemas Elétricos de Potência apresentam as seguintescaracterísticas:Normalmente são trifásicos;
  33. 33. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-32Apresentam um grande número de componentes;Possuem transformadores que particionam o sistema em seções dediferentes níveis de tensão.1.7.2 Representação do Sistema ElétricoOs sistemas elétricos podem ser representados graficamente através de:- Diagramas Unifilares- Diagramas Multifilares- Diagrama Equivalente por Fasea) Diagrama Unifilar- Representa os principais componentes por símbolos e suasinterconexões com a máxima simplificação e omissão do condutorneutro.- Representa apenas uma fase do sistema.- Representam sistemas monofásicos ou trifásicos.Na Figura 1.16 é apresentado um diagrama unifilar simplificado de umsistema elétrico de potência.LEGENDA:G – GeraçãoD – Equipamento de DisjunçãoSE 1 – Subestação ElevadoraSE 2 – Subestação DistribuidoraLT – Linha de TransmissãoC – Carga ou ConsumidorFigura 1.16 Diagrama unifilar simplificado de um SEP.GSistema de GeraçãoSistema deDistribuiçãoSistema de TransmissãoLTSE 2SE 1DDD D~
  34. 34. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-33Conforme apresentado na Figura 1.17, cada elemento de um sistemaelétrico deve ser protegido através de um sistema de proteção.Figura 1.17 Proteção de um alimentador de subestação.b) Diagrama MultifilarOs diagramas multifilares podem ser bifásicos ou trifásicos. As Figuras1.18 e 1.19 ilustram um diagrama trifilar, representando um circuito desaída de linha e uma linha de transmissão interligando subestações,respectivamente.Figura 1.18 Saída de um circuito de uma subestação de sub-trasmissão.
  35. 35. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-34Figura 1.19 Diagrama trifilar de uma LT interligando subestaçõescom proteção sobrecorrente direcional função 67.c) Diagrama Equivalente Por FaseRepresenta as grandezas normalizadas.Simplifica a análise numérica.Elimina o efeito particionador dos transformadores.Usado para mostrar os dados de impedância de geradores, linhas,transformadores, capacitores, cabos, etc.Figura 1.20 Diagrama unifilar de sistema elétrico de potência.
  36. 36. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-35Figura 1.21 Diagrama de impedâncias.As impedâncias são usadas para cálculos de queda-de-tensão, curto-circuito, carregamento de circuitos, etc.Figura 1.22 Diagrama unifilar, trifilar e de impedância.
  37. 37. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-36Aplicação:Um sistema trifásico é alimentado em 60 Hz por uma fonte ca em 2400 Vtensão de linha, que supre duas cargas paralelas:Carga 1: 300kVA FPD= 0.8 atrasadoCarga 2: 240kVA FPD= 0.6 adiantadoConstrua diagrama unifilar do sistema. Qual o valor da corrente nasoutras duas fases?1.8 Tendências para o Mercado de Energia Elétrica5O desenvolvimento atual do modelo internacional de mercado de energiaelétrica tem sido baseado em fluxo unidirecional de energia e,possivelmente, por razões tecnológicas, em alguns casos, e razõeseconômicas, em muitos outros, o mercado está baseado em tarifas fixase limitações de informações em tempo real sobre gerenciamento decarga.O mercado de transmissão e distribuição de energia elétrica estácaracterizado por monopólios naturais dentro de áreas geográficas. Aausência de competição faz com que as tarifas sejam controladas poragentes reguladores.A nova tendência internacional é de liberalização do mercado de energiaelétrica com o estabelecimento de comércio de energia on-line e deconsumidores com o direito de escolher seu supridor de energia elétrica.Atualmente a maioria dos usuários da rede de energia elétrica sãoreceptores passivos sem nenhuma participação no gerenciamento daoperação da rede. Cada consumidor é simplesmente um absorvedor deeletricidade. As redes de energia elétrica deverão em um futuro nãolongínquo permitir que seus usuários exerçam um papel ativo na cadeiade suprimento de energia elétrica.Com a consolidação da geração distribuída em um mercado liberalizadode energia elétrica, um novo modelo de geração deverá surgir em quecoexistirão geração centralizada e geração descentralizada. Um grande5M.S. Jimenez. Smart Electricity Network based on Large Integration of Renewable Sources and DistributedGeneration. PhD Thesis presented at Kassel University. June of 2006. 158 pages.
  38. 38. ProfaRuth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao1-37número de pequenos e médios produtores de energia elétrica comtecnologia baseada em fontes renováveis de energia deverá serintegrado à rede elétrica. Milhares de usuários terão geração própriatornando-se ambos, produtores e consumidores de energia elétrica. Omercado de energia elétrica deverá fazer uso pleno de ambos, grandesprodutores centralizados e pequenos produtores distribuídos.Pequenos produtores quando operando interligados à rede dedistribuição em baixa tensão dão origem a um novo tipo de sistema depotência denominado de Microredes. As microredes podem operar emmodo autônomo ou como parte da rede principal de energia elétrica.Quando várias fontes são conectadas entre si e operam de formaconjunta e coordenada dá origem ao que se denomina de plantas degeração virtual.Figura 1.23 Micro rede.As Plantas Virtuais de Geração são operadas coletivamente por umaentidade de controle centralizado, pois assumem a grandeza de umaplanta convencional podendo operar no mercado de energia elétrica.

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