Projeto rede inteligente

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Eletrônica de Potência para Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

J. A. Pomilio

8. PRINCÍPIOS E CONCEITOS DE REDES ELÉTRICAS INTELIGENTES
Este capítulo apresenta os princípios e conceitos relacionados às chamadas “Redes Inteligentes”, smart grids – SG, procurando indicar o papel das diferentes tecnologias necessárias à sua realização, especialmente no que se refere àeletrônica de potência. Embora seja uma área em intenso desenvolvimento, já existem publicações que abordam o problema sob diferentes aspectos – tecnológicos i, ambientais ii, econômicos iii, políticos, legislativos iv, etc. Sendo uma tecnologia dos tempos atuais, também na difusão tecnológica estão fortemente presentes os novos meios de comunicação, especialmente a internet. Há diversas páginas,nacionais e internacionais, de entidades de pesquisa e desenvolvimentov, de empresas vi vii viii e governamentais ix que se dedicam ao tema. 8.1 Uma perspectiva histórica x O texto a seguir foi adaptado e, em alguns trechos, transcrito, do artigo de D. A. A. Garcia e F. E. Duzzi Jr., publicado na Revista O Setor Elétrico, de abril de 2012. As redes de energia elétrica evoluíram a partir das primeirasredes de corrente alternada da virada do século XIX ao XX. Naquela época, a rede foi concebida como um sistema centralizado de geração, transmissão e distribuição de eletricidade com controle da demanda. No século XX, as redes elétricas cresceram e se descentralizaram, sendo eventualmente interligadas por questões de economia e razões de confiabilidade. Na década de 1960, as redes elétricas dospaíses desenvolvidos já haviam crescido e se tornado muito grandes, com alto nível de sofisticação. Apresentavam então centenas de usinas de geração de energia interligadas por linhas de transmissão de alta capacidade que se ramificaram para fornecer energia até os menores usuários industriais, comerciais e residenciais. As usinas hidrelétricas, distantes dos centros urbanos, exigem maiorcomplexidade de operação das linhas de transmissão. Com usinas térmicas (carvão, gás e óleo), tipicamente com potência de 1 GW até 3 GW, a topologia da rede é diferente, pois sua instalação leva em conta, além da distribuição e consumo de energia, a logística do transporte dos combustíveis (e mais recentemente passaram a levar em conta fatores ambientais), como a proximidade de reservas de combustível fóssil(minas ou poços próprios, ou ainda perto de linhas de fornecimento de transporte ferroviário, rodoviário ou portuário). Nestas condições, na década de 1960, a rede elétrica interligada chegou praticamente à totalidade da população dos países desenvolvidos, com pequenas populações contando com sistemas isolados (off-grid). A figura 8.1 ilustra tal concepção centralizada de geração e distribuiçãode energia. A medição individualizada do consumo de energia elétrica é necessária para permitir o faturamento de acordo com o nível do consumo dos usuários. Devido ao sistema limitado de coleta de dados de leitura e também da capacidade de processamento, durante o período de crescimento da rede, apareceram regimes de tarifação fixa, ou com tarifação por período, em que era cobrada uma menor tarifapara alimentação noturna que a energia fornecida durante o dia. A motivação para regimes de tarifação pelo horário era a menor demanda no período noturno. Onde havia sazonalidade de oferta de energia, como ocorre no regime de chuvas para hidroelétricas, houve a inclusão deste fator no regime de tarifação (conhecido como tarifação horossazonal, implantada no Brasil somente na década de1980 –Portaria Nº 33 do DNAEE, de 11 de fevereiro de 1988).

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8-1

Eletrônica de Potência para Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

J. A. Pomilio

Transmissão

Geração

Distribuição Indústria

Comércio

Residências Figura 8.1 Sistema elétrico convencional. Figura obtida em xi Da década de 1970 para a década de 1990, a demanda...
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