GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SANEAMENTO AMBIENTAL ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

2. GERAÇÃO DISTRIBUÍDA COM SANEAMENTO AMBIENTALESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

3. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

4. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS Alternativa: criar mecanismo que motive os proprietários das fontes poluidoras (em propriedades rurais, agroindústria e esgotos domésticos) a gerar energia elétrica aproveitando o potencial energético contido nos dejetos que está sendo desperdiçado – Geração Distribuída.

5. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS COMO SE DÁ O PROCESSO? • Dejetos de animais geram biogás na ausência do ar; • Biogás produzido move motor a combustão; • Motor aciona um gerador; • Gerador acoplado ao eixo do motor gera energia elétrica; • Gerador opera em paralelo com a rede elétrica da concessionária; • Energia elétrica é consumida localmente; • Excedente de energia elétrica vendida à concessionária; e • Biofertilizante é utilizado localmente na propriedade.

6. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS MODOS DE OPERAÇÃO DO GERADOR • Isolado do sistema da Copel para auto-suprimento da energia: sem dificuldades, não há qualquer restrição. Há inúmeras instalações operando desta forma no país. • Em paralelo com o sistema da Copel, para venda dos excedentes: há restrições de toda natureza, a começar pela segurança que resultam num impedimento real. Este impedimento prático atual é que se pretende eliminar dentro da legalidade, com sustentabilidade financeira, sem subsídios e de forma definitiva.

7. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS A REALIDADE BRASILEIRA: • A complexidade do setor elétrico brasileiro é grande: torna-se complicado e caro para que um gerador possa operar em paralelo com a rede elétrica; • Para estes micro-geradores a biogás (25 a 100 kVA) os requisitos legalmente exigidos (iguais para todos) na prática inviabilizam tal operação em paralelo; • Se hoje existe no Brasil algum gerador deste porte operando em paralelo com a rede elétrica ele o faz ou com prejuízo financeiro ou de forma irregular; • Este impedimento prático atual é que se começa a eliminar dentro da legalidade, com sustentabilidade financeira, sem subsídios e de forma definitiva.

8. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS DESAFIOS: • Permitir conectar os micro-geradores em qualquer ponto da rede de distribuição sem provocar violação dos requisitos de segurança da Copel; • Eliminar riscos de avaria dos equipamentos dos proprietários rurais; • Não alteração das características e ajustes do sistema de distribuição da Copel; • Sistema de proteção do gerador adequado para “enxergar” também condições anormais (faltas) de operação da rede de distribuição;

9. Simplificação dos requisitos de conexão desses micro-geradores à rede; e • Simplificação dos requisitos para comercialização da energia excedente. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS DESAFIOS: • Maior redução possível dos investimentos para permitir viabilidade econômica e auto-sustentabilidade do programa de geração distribuída; • Preço justo para compra da energia elétrica excedente.

10. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS • O PROJETO PILOTO: 6 instalações na região Oeste do Estado do Paraná • Granja Colombari • Star Milk • Sanepar • Cooperativa Lar Aves • Cooperativa Lar Leitões • Cooperativa Lar Vegetais

11. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS AQUI SERÃO ABORDADOS APENAS OS ASPECTOS ELÉTRICOS

12. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS • PREMISSAS BÁSICAS: • Geradores não podem, NUNCA, injetar tensão em rede de distribuição da Copel que esteja desligada; • Se uma rede de distribuição é automaticamente desligada o GD a ela conectado tem que ser desconectado ANTES que tal rede seja religada;

13. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS ETAPA 1:os sistemas elétricos e os micro-geradores são estudados com grande detalhamento e sofisticação técnica para avaliação completa do desempenho frente às mais diversas condições de operação da rede. Sistemas de proteção são também modelados; ETAPA 2:definidos os requisitos elétricos, especificações e requisitos de projetos;

14. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS ETAPA 3:aquisição do sistema de comando, proteção, supervisão, etc; ETAPA 4:ensaios de laboratório do sistema adquirido; ETAPA 5:elaboração e aprovação do projeto; ETAPA 5:instalação e comissionamento;

15. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS ETAPA 6: ensaios de campo; ETAPA 7: operação em caráter experimental; e ETAPA 8: operação comercial.

16. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

17. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS • O SISTEMA DE PROTEÇÃO: • Não existe uma única solução, há várias soluções possíveis. A alternativa adotada é a mais econômica que atende todos os requisitos e premissas estabelecidos; • O requisito de detectar condições de defeito na rede externa à instalação do cliente é muito severa e, portanto, NÃO SE CONSEGUE SELETIVIDADE DE ATUAÇÃO DA PROTEÇÃO;

18. DIAGRAMA DA REDE DE SUPRIMENTO À UPL E UIV

19. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS • O SISTEMA DE PROTEÇÃO (cont.): • Admitiu-se que há coordenação deste sistema quando os resultados das simulações e dos ensaios de laboratorio mostrarem que o gerador é desligado pelo menos 0,3s antes de haver religamento do circuito desligado; • A redundância de atuação da proteção é necessária: admitiu-se que há necessidade de redundância de atuação de pelo menos 3 proteções para cada evento nos estudos e nos ensaios de laboratório.

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21. DIAGRAMA DA REDE DE SUPRIMENTO À UPL E UIV

22. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

23. RESULTADOS DE ESTUDOS

24. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS

25. RESULTADOS DE ENSAIOS DE LABORATÓRIO • C – não configurado X – proteções que atuaram Quadro não preenchido , não houve atuação das proteções

26. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS • CONCLUSÃO: • Fica confirmada a necessidade das seguintes proteções: • Sobrecorrente; • Subtensão; • Sobretensão; • Subfreqüência; • Sobrefreqüência; • Desbalanço de corrente; • Salto de vetor; • Taxa de variação de freqüência; e • Reversão de potência ativa

27. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS RECOMENDAÇÕES PRELIMINARES: • Bloquear o religamento automático para o caso de linha viva sempre que a jusante de qualquer religador o total de GD for superior a 50% da correspondente carga; ou • Instalar nos religadores esquema para evitar religamento em condição de linha viva (NA CONDIÇÃO ANTERIOR); • Analisar outras formas alternativas de baixo custo para envio de sinal via PLCC (power line carrier communication); • Pesquisar formas alternativas de baixo custo para desligamento de contactores/disjuntores dos geradores sempre que necessário; • Revisar dos procedimentos de intervenção do pessoal da Copel e de terceiros na rede de distribuição.

28. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS • SITUAÇÃO PRESENTE: • Uma instalação em operação comercial; • Três instalações em operação experimental; • Uma instalação em construção; e • Uma instalação em projeto.

29. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS PRÓXIMAS ETAPAS: • Elaboração de um “Guia de Conexão de Geradores Distribuídos ao Sistema da Copel”; • Elaboração de normas internas à Copel para acomodação de um futuro Programa de GD permenente; • Definição de requisitos para certificação de agentes prestadores do serviço de habilitação de geradores para conexão ao sistema da Copel; • Relatório de “fechamento” do Programa Piloto.

30. GD – ESTUDOS E REQUISITOS ELÉTRICOS INFORMAÇÕES ADICIONAIS: Francisco J. A. de Oliveira – COPEL – chico@copel.com Leo Mikami – ITAI / POWER SOLUTION – leo.mikami@gmail.com OBRIGADO