Flexibilidade Operativa

1. 1ª Reunião Técnico-Gerencial
com os Agentes do SIN em 2024
EDIÇÃO NACIONAL
Flexibilidade Operativa
A visão do Operador
08/04/2024
Bernard Küsel
AOC/DOP

2. Agenda
▪ Conceito de flexibilidade
▪ Características da oferta
▪ Condicionantes operativos
▪ Necessidades de recurso de flexibilidade

3. Flexibilidade
Capacidade de responder a variações
de forma rápida e efetiva, mantendo
o equilíbrio entre carga e geração e
excursionar a geração da usina de
zero à potência máxima com o
mínimo de restrições.

4. Necessidades para a operação
POTÊNCIA
ENERGIA
FLEXIBILIDADE
Os critérios de planejamento garantem níveis
adequados de segurança.
Necessidade de atendimento à ponta nos meses
de carga mais elevada ou de final de período
seco, mesmo em contingências de geração.
Maiores necessidades atuais e futuras para:
• Atendimento a cargas baixas gerenciando os
recursos existentes e minimizando as restrições de
geração renovável
• Atendimento a rampas de carga/geração variável
renovável

5. Características da oferta

6. Balanço energético no SIN
6%
10% 9% 8% 9% 8% 8% 7%
11%
7%
11% 8%
13%
19%
25% 25%
18% 21% 17% 17% 16%
24%
13% 11%
94%
90% 91% 92% 91% 92% 92% 93%
89%
93%
89% 91%
86%
81%
73% 71%
76% 72%
74% 73% 73%
63%
72%
68%
2% 4% 6% 7% 8% 9% 10% 12% 13%
15%
1% 1% 1% 2%
6%
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
Térmica Hidráulica Eólica Solar

7. Balanço energético no Nordeste
3%
20% 16% 21%
12% 8% 5% 5%
29%
18%
24% 20% 15%
26%
15% 15% 21% 16% 16%
5%
0%
1%
1%
2%
6%
4%
2% 2%
6%
3%
10%
8% 14%
29%
40% 35% 24%
28%
21%
19%
14%
27%
6% 4%
97%
79% 84%
77% 82% 88%
94% 93%
64%
79%
64%
71% 68%
42% 36%
31%
25%
18%
18%
23% 41%
28%
43%
33%
9%
19%
29%
37%
43%
50%
51%
64% 75%
83%
3%
4%
5%
9% 15%
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
Importação Térmica Hidráulica Eólica Solar
Exportação do NE

8. Geração eólica - Alta variabilidade
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
Geração eólica no SIN
21/04/2023 (sex) 22/04/2023 (sáb)
13 GW
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
Geração eólica no SIN
31/10/2023 (ter)
7 GW
em 3:00

9. Geração eólica - Difícil previsibilidade intradiária
0
5.000
10.000
15.000
20.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
Geração eólica no Nordeste – 30/08/2022
Geração verificada Geração prevista
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
Geração eólica no Nordeste - 02/02/2022
Geração verificada Geração prevista
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
Geração eólica no Nordeste - 14/04/2022
Geração verificada Geração prevista
0
5.000
10.000
15.000
20.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
Geração eólica no Nordeste - 13/10/2022
Geração verificada Geração prevista

10. Geração solar - Alta variabilidade intradiária
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Geração solar no SIN
08/11/2023 (qua) 09/11/2023 (qui)
4 GW
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Geração solar no SIN
15 GW
em 2h

11. Condicionantes operativos

12. Restrições típicas por fonte - Hidráulicas
❖ Faixa proibida para evitar cavitação.
❖ Vazão mínima para atender defluência mínima (ambiental, sanitária, oxigenação, etc.)
❖ Rampa de geração para atender variação máxima de defluência:
❑ Navegação
❑ Ambientais
❖ Restrições de montante: nível mínimo para manter a navegabilidade e captação de água
❖ Restrições de jusante:
❑ Nível máximo para permitir a operação da eclusa.
❑ Nível mínimo para manter a navegabilidade.
❖ Restrição de variação de geração para algumas usinas em determinado período do
ano devido à piracema.
❖ Restrição de variação de geração nas usinas do Rio Tocantins em determinado
período do ano devido ao período de praias.

13. Restrições típicas por fonte - Hidráulicas
Gráf. 2 - Quantidade acumulada de declarações de condicionantes
operativos hidráulicos vigentes em 31/12/2023.
Gráf. 1 - Quantidade de declarações de condicionantes operativos
hidráulicos acumulada por ano (dados consultados em 31/12/2023).
Aumento significativo dos condicionantes operativos a
partir de 2020 pelos seguintes motivos:
• Atendimento de questões socioambientais;
• Incorporação do modelo de curtíssimo prazo (DESSEM)
na programação da operação.
• Crescente necessidade de melhoria da representação
nos modelos eletroenergéticos.
• Flexibilizações temporárias de restrições para
enfrentamento da escassez hídrica no ano de 2021.

14. Restrições típicas por fonte - Térmica
❖ Geração inflexível para atender necessidade do agente.
❖ Rampa de geração.
❖ Tempo de sincronismo.
❖ TON – Tempo mínimo que a usina deve permanecer ligada
após acionamento, em horas.
❖ TOFF – Tempo mínimo que a usina deve permanecer
desligada até um próximo acionamento, em horas.

15. TON de usinas térmicas (número de horas)
15
4
4
5
6
7
7
7
11
12
12
12
12
26
72
72
72
83
84
94
94
96
120
120
120
120
120
120
120
132
136
168
168
168
168
168
179
179
Termoceará
Campos
Juiz
de
Fora
Seropédica
Jaraqui
Tambaqui
Termomacaé
Cristiano
Rocha
Karkey
013
Karkey
019
Porsud
I
Porsud
II
Vale
do
Açú
Mauá
3
Araucária
Cuiabá
Ibirité
Cubatão
Três
Lagoas
Termorio
Fortaleza
Maranhão
III
Maranhão
IV
Maranhão
V
Nova
Venécia
2
Parnaíba
IV
Parnaíba
V
Norte
Fluminense
Termopernambuco
William
Arjona
Termobahia
Uruguaiana
Lu
Osc
R
d
gu
s
d
…
Baixada
Fluminense
Nova
Piratininga
Porto
de
Sergipe
I
GNA
I
Gás Natural

16. TON de usinas térmicas (número de horas)
16
10
37
168
168
168
168
216
216
216
Figueira
Pampa
Sul
Porto
do
Itaqui
Porto
do
Pecém
I
Porto
do
Pecém
II
Candiota
III
Jorge
Lacerda
I
e
II
Jorge
Lacerda
III
Jorge
Lacerda
IV
Carvão

17. TON de usinas térmicas (número de horas)
17
1
1
3
3
3
4
4
4
5
5
5
5
6
6
6
7
7
7
7
8
8
8
12
12
12
80
Daia
Xavantes
Aruanã
Pernambuco
III
Pau
Ferro
I
Termomanaus
Termocabo
Potiguar
III
Potiguar
Geramar
I
Geramar
II
Curumim
Palmeiras
de
Goiás
Maracanaú
I
Campina
Grande
Viana
Apoena
Guarani
Global
II
Global
I
Petrolina
Suape
II
Goiânia
II
Termonordeste
Termoparaíba
Termo
Norte
II
Canoas
Óleo diesel / combustível

18. Potência acumulada por CVU
18
Flexível:
▪ TON e TOFF < 24 horas
▪ Não é usina a biomassa ou GNL
Extratos da curva:
▪ 230 MW flexíveis a CVU menor que 300 R$/MWh
▪ 250 MW flexíveis a CVU menor que 500 R$/MWh
▪ 830 MW flexíveis a CVU menor que 800 R$/MWh
▪ 2.492 MW flexíveis a CVU menor que 1.000 R$/MWh
▪ 6.185 MW flexíveis a qualquer custo
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
0 1.000 2.000 3.000 4.000
Potência
(MW)
CVU (R$/MWh)
Total Flexível

19. Premissas:
▪ Tempo entre solicitação de partida em tempo real e início do processo de sincronismo (partida a frio do Cadastro)
▪ Tempo entre início e fim do processo de sincronismo (partida a frio do Cadastro)
▪ Tempo de rampa entre zero e a potência mínima na configuração que contempla todas as UGs em operação (DESSEM)
▪ Tempo de rampa entre a potência mínima e a máxima, considerando restrição de Ramp Up (DESSEM)
▪ Térmicas flexíveis: TON e TOFF ≤ h s
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
t+0h
t+1h
t+3h
t+4h
t+6h
t+7h
t+9h
t+10h
t+12h
t+13h
t+15h
t+16h
t+18h
t+19h
t+21h
t+22h
t+24h
MW Subsistemas
Térmicas flexíveis (TON e TOFF ≤ h s)
Norte Nordeste Sul Sudeste/Centro-Oeste
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
t+0h
t+1h
t+3h
t+4h
t+6h
t+7h
t+9h
t+10h
t+12h
t+13h
t+15h
t+16h
t+18h
t+19h
t+21h
t+22h
t+24h
MW
SIN
Térmicas flexíveis (TON e TOFF ≤ h s)
Tempo de partida de geração térmica flexível em tempo real

20. Condicionantes operativos
 Limites sistêmicos e regionais
 Limites de equipamentos
 Controle de tensão
 Intervenções em equipamentos
 Controle de frequência do SIN
 Reserva de Potência Operativa (RPO)
 Inércia mínima (nº de UG hidráulicas
sincronizadas)

21. Necessidade de recursos de flexibilidade

22. Carga do SIN – Copa do Mundo 2022 – Brasil x Croácia
65.000
70.000
75.000
80.000
85.000
90.000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
MW
8.000 MW em 30
minutos

23. Gestão das rampas ao final do dia
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
GW
Balanço de energia no SIN
02/07/2023 (domingo)
Térmica Eólica Solar Hidráulica
25
30
35
40
45
50
55
60
65
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
GW
Geração Hidráulica no SIN
28.100 MW
em 3h20

24. E se a geração solar fosse o dobro (~30 GW de pico)?
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
GW
Balanço de energia no SIN
02/07/2023 com 30 GW pico de solar
Térmica Eólica Solar Hidráulica
10
20
30
40
50
60
70
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
GW
Geração Hidráulica no SIN
40.600 MW
em 3h20
1) Problemas de atendimento à inércia mínima
2) EVT para cumprimento de vazão mínima

25. Operação com carga reduzida
0
10
20
30
40
50
60
70
80
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
GW
Balanço de energia no SIN – 23/04/2023 (domingo)
Térmica Eólica Solar Hidráulica
48.900 MW
Menor carga de 2023

26. Excedente de geração – 23/04/2023
• Geração térmica toda inflexível (8.000 MW)
• Geração hidráulica no mínimo (28.000 MW). Obs: auge do período úmido.
• Apenas +13.000 MW necessários para atender a carga
• Potencial eólico + solar da ordem de 20 GW
• Não é possível alocar toda a geração.
• Necessidade de restringir a geração hidráulica, eólica e solar.
Carga mínima no dia
48.900 MW
Total: 168.880 MW
7.935 MW
24.283 MW
30.357 MW
106.305 MW
Solar
Eólica
Térmica
Hidráulica
Capacidade Instalada - Abril/2023

27. Restrições de geração eólica e solar
0
1
2
3
4
5
6
00:00
01:00
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18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
GW
Geração solar no SIN
23/04/2023
Verificado Programado
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
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22:00
23:00
GW
Geração eólica no SIN
23/04/2023
Verificado Programado

28. Energia Vertida Turbinável no SIN (MWmed)
8.524
9.785
4.179
2.109
3.207
5.264
9.880
8.989
11.383
7.521
7.747
9.338
10.725
8.847
13.474
18.086
13.785
14.148
15.598
16.805
26.920
32.716
31.897
21.925
18.870
17.775
12.681
13.333
20.637
25.059
01/04/2023
02/04/2023
03/04/2023
04/04/2023
05/04/2023
06/04/2023
07/04/2023
08/04/2023
09/04/2023
10/04/2023
11/04/2023
12/04/2023
13/04/2023
14/04/2023
15/04/2023
16/04/2023
17/04/2023
18/04/2023
19/04/2023
20/04/2023
21/04/2023
22/04/2023
23/04/2023
24/04/2023
25/04/2023
26/04/2023
27/04/2023
28/04/2023
29/04/2023
30/04/2023
EVT > Geração Hidráulica

29. Principais causas
Com menos restrições de vazão
mínima, seria possível reduzir a
geração em usinas com reservatório,
preservando água e evitando
vertimento em usinas a fio d’ gu .
Com menos inflexibilidade térmicas,
seria possível reduzir a geração nessa
fonte, minimizando restrições em
usinas renováveis.

30. Conclusões

31. Conclusões
Geração renovável
intermitente impõe
novos requisitos de
flexibilidade na
operação
Fontes flexíveis com
cada vez mais restrições
e sem previsão de
expansão
Setor precisa definir
melhor estratégia para
prover e valorar
flexibilidade

32. Bernard Küsel
bernard.kusel@ons.org.br
Todas as apresentações da 1ª RTG 2024 serão disponibilizadas no SINtegre