SENSIBILIDADE DA MATRIZ MIIF AO PATAMAR DE CARGA DO SISTEMA

Uma forma de avaliar o nível de interação entre duas barras CA inversoras é por meio dos fatores MIIF, conforme foi visto na Seção III.2.5. Para a análise de um sistema multi- infeed, tais fatores costumam ser calculados para as barras CA das estações inversoras, elaborando-se uma matriz de fatores MIIF na qual é possível observar de forma direta o

94 quanto um elo CC interage com outro. A construção de matrizes MIIF tem sido utilizada em estudos de planejamento de sistemas elétricos, a fim de estabelecer uma classificação dos casos que apresentam interações mais intensas (maiores fatores), os quais serão objeto de análise detalhada.

Assim sendo, esta seção tem como objetivo mostrar a aplicação do cálculo de matrizes MIIF em dois casos do SIN com patamares de carga distintos, média e leve, e interpretar seus resultados. Para ambos os casos, foi definido o cenário energético em que o subsistema Sudeste/Centro-Oeste recebe o máximo de energia da região Norte, o que acontece principalmente durante os meses de verão (período úmido) não somente para atender a maior carga do país, localizada na região Sudeste, como também para armazenar o máximo possível de água nos reservatórios do Sudeste de maneira a enfrentar o período seco.

Os diagramas esquemáticos da Figura 48 e da Figura 49 mostram os principais fluxos nas interligações do SIN, bem como as gerações internas aos subsistemas Norte, Nordeste e Sudeste, para os casos de carga média e leve, respectivamente. Ressalta-se que esses casos são referentes ao ano de 2019 e, portanto, já consideram a presença do segundo bipolo de Belo Monte.

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Figura 49: Cenário Norte Exportador para o Sudeste, no patamar de carga leve, para o ano 2019

Pela análise das figuras, nota-se que em ambos os casos existe a mesma transmissão de potência pelos bipolos de Belo Monte, ou seja, 7320 MW divididos igualmente nos bipolos. Assim sendo, a potência injetada nas conversoras de Estreito e Terminal Rio é 3660 MW, o que corresponde a 91,5% da potência nominal de cada bipolo (4000 MW).

Nota-se também uma grande diferença na geração interna na Região Sudeste. Enquanto no patamar de carga média existe um montante de aproximadamente 43 GW despachados no Sudeste, no patamar de carga leve esse montante é de apenas 13 GW. Isso acontece porque no período de carga leve é preciso reduzir bastante a geração do Sudeste para que se possa receber o máximo de potência da região Norte.

Para atender a esse objetivo, além da redução da geração interna na região Sudeste, o caso de carga leve também apresenta valores menores de potência injetada nos outros quatro bipolos, quando comparado ao caso de carga média. Em carga leve, a potência transmitida pelos dois bipolos de Itaipu é 3620 MW e pelos dois bipolos do Rio Madeira é 3000 MW, enquanto que, em carga média, os bipolos de Itaipu e do Rio Madeira transmitem 4800 MW e 6060 MW, respectivamente.

Após a entrada em operação do segundo bipolo de Belo Monte, haverá quatro estações inversoras no Sudeste; nas subestações de Ibiúna 345 kV, Araraquara 2 500 kV, Estreito 500 kV e Terminal Rio 500 kV. Portanto, para os dois pontos de operação analisados, a matriz MIIF será de ordem quatro com os elementos da diagonal principal iguais a um.

96 A Tabela 21 e a Tabela 22 a seguir mostram, respectivamente, as matrizes MIIF para as situações de carga média e carga leve de 2019, no cenário de máxima exportação do Norte para o Sudeste.

Tabela 21: Matriz MIIF no patamar de carga média do cenário Norte Exportador para o Sudeste

Norte Exportador para o Sudeste - 2019 - Carga Média

Barra j

Ibiúna 345 kV Araraquara 500 kV Estreito 500 kV Terminal Rio 500 kV Barra i Ibiúna 345 kV 1,000 0,399 0,228 0,263 Araraquara 2 500 kV 0,442 1,000 0,344 0,316 Estreito 500 kV 0,295 0,388 1,000 0,246 Terminal Rio 500 kV 0,271 0,294 0,197 1,000

Tabela 22: Matriz MIIF no patamar de carga leve do cenário Norte Exportador para o Sudeste

Norte Exportador para o Sudeste - 2019 - Carga Leve

Barra j

Ibiúna 345 kV Araraquara 500 kV Estreito 500 kV Terminal Rio 500 kV Barra i Ibiúna 345 kV 1,000 0,455 0,356 0,371 Araraquara 2 500 kV 0,454 1,000 0,476 0,431 Estreito 500 kV 0,316 0,420 1,000 0,345 Terminal Rio 500 kV 0,285 0,331 0,299 1,000

Ao analisar as tabelas anteriores, é possível notar que, de forma geral, os maiores fatores são os da linha relacionada à SE Araraquara 2, o que significa que esse é o ponto de maior interação no Sudeste. Ou seja, dentre todos os conversores analisados, uma perturbação na SE Araraquara 2 é a mais propensa a ser sentida pelos demais conversores. Isso significa, por exemplo, que a maior probabilidade de uma falha de comutação em uma

𝑀𝐼𝐼𝐹

=

∆𝑉𝑖

𝑀𝐼𝐼𝐹

=

97 estação inversora provocar falha de comutação em estações próximas está associada a distúrbios em Araraquara.

Como relatado anteriormente, a metodologia aplicada no cálculo da MIIF consiste em aplicar um distúrbio na tensão de uma determinada barra e obter a variação de tensão em outra. As linhas das tabelas anteriores representam os barramentos nos quais foram aplicados distúrbios e as colunas representam os barramentos em que foram medidas as variações de tensão.

Ao comparar as duas matrizes MIIF, conclui-se que todos os elementos fora da diagonal principal na situação de carga leve são maiores do que os respectivos elementos na situação de carga média. Essa conclusão fica mais evidente quando são divididos os elementos da matriz referente à carga leve pelos elementos da matriz de carga média, conforme mostra a Tabela 23.

Tabela 23: Variação dos fatores MIIF do patamar de carga leve em relação ao patamar de carga média

Comparação Norte Exportador para o Sudeste - 2019 - Carga Leve / Carga Média

Barra j

Ibiúna 345 kV Araraquara 500 kV Estreito 500 kV Terminal Rio 500 kV Barra i Ibiúna 345 kV 0,00% 14,16% 56,60% 41,33% Araraquara 2 500 kV 2,63% 0,00% 38,19% 36,44% Estreito 500 kV 6,98% 8,38% 0,00% 39,84% Terminal Rio 500 kV 5,39% 12,82% 51,80% 0,00%

O fato da geração interna na região Sudeste ser menor no caso de carga leve representa potências de curto-circuito mais baixas nos barramentos, já que há menos máquinas sincronizadas. Essa redução do nível de curto-circuito no Sudeste faz com que os fatores MIIF sejam maiores, aumentando assim a probabilidade de os elos interagirem entre si. Conclui- se, portanto, que o patamar de carga leve aumenta o acoplamento entre os inversores dos elos CCAT.

A título de exemplo, pode-se constatar pela matriz MIIF da Tabela 23 que a possibilidade de uma variação de tensão na SE Ibiúna 345 kV ser sentida na SE Estreito 500 kV é

𝑀𝐼𝐼𝐹

=

98 aproximadamente 57% maior na carga leve do que na carga média. Além disso, as últimas duas colunas da referida tabela foram as que apresentaram maior variação porque a redução de geração na carga leve aconteceu majoritariamente em usinas mais próximas eletricamente das subestações de Estreito e Terminal Rio.