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Simpósio de Especialistas em Operação de Centrais Hidrelétricas

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Operação otimizada de grupos geradores em pequenas centrais hidrelétricas
SP24-EFEI

Novos conceitos e tecnologias
Aplicativos de operação de usinas esubestações
Automação, PCH, otimização
Edson da Costa Bortoni; Luiz Edival de Souza; Guilherme Sousa Bastos, Liélio
Bezerra Brandão
bortoni@iee.efei.br; edival@iee.efei.br
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
Av. BPS, 1303 – Pinheirinho
37500-903 Itajubá-MG

O trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor inteligente, capaz de monitorar a eficiência na
conversão de energia em unidadesgeradoras. Com isto, pode-se operar cada grupo gerador de maneira
otimizada, visando explorar o máximo rendimento para cada condição de carga exigida. O uso de tal
equipamento em conjunto com ferramentas matemáticas, permite a operação otimizada de grupos
geradores em pequenas centrais hidrelétricas.

INTRODUÇÃO
O desenvolvimento auto-sustentável e a exploração racional dos recursos naturais eenergéticos têm se
constituído no grande desafio do século XXI. Neste contexto as pequenas centrais hidrelétricas se
destacado dentre as diversas formas de geração de energia pelo seu impacto ambiental reduzido, elevada
eficiência energética e pela plena inserção social e regional normalmente apresentada. Não obstante, tais
vantagens podem ser ainda mais potencializadas pela operação otimizadados seus grupos geradores e
componentes.

Neste sentido, qualquer percentual, por menor que seja, que se consiga melhorar no rendimento da
conversão da energia hidráulica em energia elétrica é visto com muito bons olhos, principalmente quando
se considera o imenso parque gerador hidráulico instalado no País. Em um exercício de estimativa, em
um país como o Brasil, onde a geração anual deenergia é da ordem de 360 TWh [1], uma melhoria de
apenas 1% na eficiência das unidades geradoras resultaria em um ganho de 3,6 TWh, o que equivale,
aproximadamente, à geração anual de uma central de 680 MW, ou a potência demandada em uma cidade
com mais um milhão de habitantes.

Sendo assim, o trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor inteligente, capaz de monitorar a
eficiência naconversão de energia em unidades geradoras. Com isto, pode-se operar cada grupo gerador
Foz do Iguaçu-Pr, 05 a 09 de novembro de 2002

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Simpósio de Especialistas em Operação de Centrais Hidrelétricas

de maneira otimizada, visando explorar o máximo rendimento para cada condição de carga exigida. O
equipamento conta com sinais oriundos de quatro sensores estrategicamente distribuídos no grupogerador, resultando em informações de rendimento, potência elétrica, vazão e queda líquida.

Interconectando este sensor através de uma rede a outros equipamentos semelhantes, podem-se monitorar
todos os grupos geradores da central, e ainda, empregando-se um controlador lógico programável (CLP)
ou um microcomputador dedicado, pode-se otimizar a operação da central como um todo, alcançando-seos seguintes objetivos: Maximização do rendimento de conversão da central como um todo, otimização
da operação em paralelo, pela distribuição ótima de carga entre unidades geradoras e minimização da
vazão turbinada para uma dada potência despachada.

Como benefícios adicionais, destaca-se a elaboração de um cronograma de manutenção baseado em
medições de rendimento, o aproveitamento máximodo potencial hidráulico, dentre outros. O trabalho
apresenta o desenvolvimento deste sensor inteligente e as filosofias de operação automatizada e despacho
de carga dentro deste contexto, além da integração deste sistema com outros equipamentos já existentes
na central. O sistema de monitoramento de rendimento é atualmente empregado na PCH Walter Rossi
(DME/Poços de Caldas/MG) e PCH Luiz...
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