O PLANEJAMENTO DA TRANSMISSÃO

Antes de tudo, é importante lembrar que, de acordo com o arcabouço institucional legal do modelo vigente, o planejamento do setor eletroenergético brasileiro é uma atribuição do Ministério de Minas e Energia – MME, que usa, intensivamente, a Empresa de Pesquisa Energética – EPE como suporte para efetivação dos estudos.

Assim, diferentemente de como era no passado, as empresas não mais planejam a expansão do seu sistema. Elas devem, sim, estar qualificadas para interagir, influenciar e ser capaz de baixar seus custos para vencer os leilões públicos.

As equipes de planejamento das empresas do setor elétrico, que sempre foram de alta qualificação técnica, estão submetidas ao desafio de consolidar, não um novo espaço, mas, sim, um espaço um pouco diferente daquele historicamente desempenhado.

3.4.4.1 Aspectos de Confiabilidade

São dois, os principais conceitos da confiabilidade de um sistema de transmissão: segurança e adequação do sistema de transmissão.

A segurança de um sistema de transmissão é a sua habilidade de suportar distúrbios sérios que levariam a saídas em cascata, provocando interrupções generalizadas. O sistema deve também ser capaz de se recompor, com sucesso do efeito desses distúrbios. A adequação de um sistema de transmissão, por sua vez, é definida como a capacidade do mesmo em atender aos requisitos de demanda de potência do mercado, com os seus componentes dentro dos valores nominais de tensão e freqüência.

Cabe, assim, ao planejador projetar um sistema seguro, adequado e apropriadamente dimensionado do ponto de vista econômico, social e ambiental. Esse planejamento será tanto mais eficiente quanto menor for o impacto sobre as referidas variáveis e o citado impacto, por sua vez, será menor à medida que, com segurança, utilize-se de forma mais intensa e otimizada os recursos do sistema existente.

Estes aspectos justificam os constantes investimentos a nível mundial no desenvolvimento de tecnologias que possibilitem um uso mais eficiente do sistema de transmissão, como são os casos, por exemplo, da tecnologia FACTS (Flexible AC Transmission Systems) e da LPNE (Linhas com Potência Natural Elevada), ambos, inclusive, utilizados com sucesso na Chesf.

Assim, a combinação de recapacitação e flexibilização do sistema existente, bem como o próprio uso dessas novas tecnologias já são procedimentos pacificados na arte de projetar.

Entende, entretanto, o autor que há, ainda, neste mister uma lacuna de imprescindível necessidade de preenchimento, qual seja, o uso do monitoramento inteligente, que inclusive permita ao gestor do ativo a capacidade de até sobre-utilizar um equipamento, desde que com total controle.

Neste caso, o monitoramento inteligente significaria, por exemplo, que as variáveis necessárias para avaliar a vida útil do equipamento, traçando a sua curva e calculando o seu uso econômico estariam sendo aquisitadas com precisão e em tempo real. Posteriormente, essa questão será abordada em detalhes.

3.4.4.2 Requisitos do Sistema de Transmissão

É imprescindível ao profissional de planejamento considerar as três condições básicas de operação: (i) condições transitórias; (ii) condições de contingências; e (iii) condições de regime permanente. Recai sobre as condições transitórias o maior impacto à segurança.

a) Condições Transitórias

Para determinada condição operativa, em função do quesito segurança, a potência máxima transmitida pode vir a ser limitada por um dos três seguintes critérios ou por combinações deles: (i) de estabilidade transitória; (ii) de estabilidade dinâmica; e (iii) de estabilidade de tensão.

A boa prática de planejamento preconiza a aplicação de, pelo menos, situações de contingência simples (critério n-1), mantendo a continuidade de suprimento. Em alguns casos, podem ser requeridos critérios mais conservadores, como o critério n-2. É claro que quanto mais contingências o sistema suportar, mais caro ele se torna, podendo ser minimizado com o uso eficiente de automação ou monitoramento inteligente.

Dependendo das condições das interligações, tais como distância física, nível de tensão, dentre outras, podem ocorrer severas limitações devidas, principalmente, aos problemas de estabilidade transitória.

Somente para exemplificar, isso ocorreu quando da primeira interligação Norte-Nordeste, conectando os sistemas da Chesf e da Eletronorte.

A estabilidade dinâmica, por sua vez, envolve o amortecimento de oscilações eletromecânicas. Este tipo de oscilação, de baixa freqüência, é mais comumente encontrado em grandes sistemas interligados por longas

linhas de transmissão. Em geral, essa situação utiliza a própria capacidade de controle dos equipamentos existentes, através de sinais de controle adicionais neles introduzidos.

É importante ressaltar que o ganho na confiabilidade (segurança) e o acréscimo resultante na capacidade de transmissão podem ser obtidos de soluções de controle bem coordenadas.

Finalmente, a estabilidade de tensão tem natureza bastante diferente das já abordadas. Diferentemente da perda de estabilidade, o colapso de tensão é geralmente um processo lento, que ocorre em sistemas altamente carregados, onde controles independentes (comutadores de tap) e limites nos equipamentos de geração de reativos têm um efeito oposto ao que é necessário para o controle do perfil de tensão no sistema.

Soluções adequadas requerem controles mais inteligentes do que aqueles de concepções convencionais.

b) Condições de Contingência

Em sistemas firmemente malhados, ocorrências como a perda de uma linha de transmissão, causada por uma determinada falta, geralmente não comprometem a estabilidade do sistema. Contudo, essa contingência pode causar afundamentos de tensão de proporções inaceitáveis, ou mesmo, sobrecarga em circuitos paralelos, principalmente quando o carregamento da linha impactada é suficientemente elevado. Estes afundamentos de tensão e sobrecargas são as principais causas das limitações do sistema de transmissão.

Via de regra, a solução adotada pelo planejamento, com o propósito de minimizar subseqüentes afundamentos de tensão, é a utilização dos diversos equipamentos de suporte de reativos de forma inteligentemente coordenada. Para o caso das condições de sobrecargas, podem ser solução o uso de transformadores defasadores ou equipamentos FACTS, para controle de fluxo de potência em série com o equipamento impactado, com a característica potência constante.

c) Condições de Regime Permanente

Algumas condições relacionadas à operação do sistema em regime permanente também contribuem para limitações operativas. Estas incluem fluxos circulantes, acordos de acesso ao sistema (Wheeling), inclusão de novos produtores no papel de autoprodutores e produtores independentes. O desafio resultante destas condições envolve o controle do fluxo de potência e a limitação dos níveis de curto-circuito. Certamente, a situação mais confortável para o despacho de carga seria operar linhas e transformadores com “potência constante“ ao invés de linhas com compensação série e transformadores com reguladores de defasamento angular, os quais podem controlar apenas uma das variáveis que definem a potência.

Os elevados níveis de potência de curto-circuito são comuns nos sistemas em evolução. As soluções normalmente adotadas resultam em perda de flexibilidade operativa (adequação), e às vezes de confiabilidade (segurança).

O desafio que se impõe ao planejador é o de adotar procedimentos possíveis a fim de proporcionar uma utilização mais eficiente do sistema, buscando aproveitar a capacidade não utilizada nas malhas de transmissão existentes, o que via de regra é possível.

Em resumo, os controles ou automações inteligentes são instrumentos importantes na construção da confiabilidade de um sistema moderno, com menores custos e menores impactos sociais.

3.4.4.3 Objetivos Conceitualmente Introduzidos no Planejamento da Transmissão, tendo como Base a Automação

A cada instante, em um sistema elétrico complexo, os processos a ele associados devem estar sendo controlados, entendendo-se como controle das variáveis “freqüência e tensão”, controle das condições operativas transitórias, pós-contingenciais e de regime permanente, a serem efetuados pelo sistema de automação.

A análise destes recursos contempla, além das soluções convencionais, a consideração de utilização de novas tecnologias como FACTS e LPNE, com objetivos, tais como: (i) aumento da capacidade de transmissão; (ii) aumento dos limites de estabilidade; (iii) provimento de suporte de reativos nas condições de regime permanente e pós-contingência; (iv) controle do fluxo de potência ativa e de sobrecargas; (v) limitação das condições de sobretensões transitórias; (vi) despacho econômico; (vii) controle automático de sobrecarga em linhas e transformadores.

A disponibilização destes recursos proporciona maior controlabilidade e flexibilidade ao processo de operação, bem como uma eficiente utilização da capacidade de transmissão do sistema, melhorando de forma global a segurança e a adequação.

Baseado nos citados recursos pode-se viabilizar, por intermédio do sistema de controle e supervisão, funções de otimização, como é o caso do controle automático de tensão.

Essas condicionantes somente podem ser alcançadas por meio da utilização intensiva de monitoramento inteligente sobre o controle de processo. Portanto, esse resumo histórico apresentou, ainda que de forma resumida, as mudanças que puderam e/ou poderão ser introduzidas na arte de planejar, quando se contempla a ferramenta de automação dos processos.