Análise de Sistemas de Energia Elétrica
Departamento de Engenharia Elétrica
Unidade 1
1.1. Estrutura dos Sistemas Elétricos de Potência
Introdução
Função básica dos sistemas elétricos de potência:
Fornecer energia elétrica aos consumidores (grandes ou pequenos) com qualidade adequada, no instante em que for solicitada.
Como?
Através de atividades de:
Operação
Controle
Investimento
Planejamento
Utilizando ferramentas de análise, tais como:
Fluxo de potência
Cálculo de curto circuito
Otimização
Introdução
Definição de sistema elétrico de potência segundo a NR-10:
Trata-se de um conjunto de instalações e equipamentos destinados à geração, transmissão e distribuição de energia elétrica.
Introdução
Partes de um sistema elétrico de potência:
Introdução
Requisitos de um de um sistema elétrico de potência:
Continuidade: Energia elétrica sempre disponı́vel ao consumidor.
Conformidade: Fornecimento de energia deve obedecer a padrões.
Flexibilidade: Adaptação às mudanças contı́nuas de topologia.
Segurança: Fornecimento de energia elétrica não deve causar riscos aos consumidores.
Manutenção: Propriedade de ser devolvido à operação o mais rápido possı́vel em caso de panes no sistema.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Definição das partes de um de um sistema elétrico de potência:
Geração:
Responsável pela produção da energia elétrica.
Formado por Centrais Elétricas que convertem alguma forma de energia (cinética, calor, etc) em energia elétrica.
Transmissão:
Responsável pelo transporte da energia elétrica dos centros de Geração aos de Consumo.
Formado por Linhas de Transmissão, Transformadores, etc.
Distribuição:
Realiza a distribuição da energia elétrica recebida do sistema de transmissão aos consumidores finais.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Objetivos do sistema elétrico de potência:
GERAR, TRANSMITIR e DISTRIBUIR energia elétrica atendendo a determinados padrões de confiabilidade, disponibilidade, qualidade, segurança e custos, com o mı́nimo impacto ambiental e o máximo de segurança.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Hidrelétrica
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Termelétrica
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Eólica
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Fotovoltaica
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Híbrida
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Classificação
Fontes convencionais:
São as fontes de energia que maioritariamente abastecem a sociedade atual (hidrelétrica e termelétrica).
Fontes alternativas:
São alternativas de geração de energia através de fontes não convencionais. Podem se considerar também como sendo fontes atreladas a um uso alternativo de energia (eólica, fotovoltaica, tidal, etc.).
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Classificação
Fontes não renováveis:
Estoque finito, que acaba em um determinado tempo.
Fontes renováveis:
São resultantes de um fluxo contı́nuo, estoque resposto. Dependendo da forma de utilização podem ser consideradas infinitas.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Classificação
Geração centralizada
Modelo tradicional
Geração decentralizada
Geração distribuída (GD)
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Geração - Caracterı́sticas da GD
Desenvolvimento econômico.
Proteção ao meio-ambiente.
Diminuição dos custos totais de investimento (transmissão e distribuição).
Emprego de tecnologias limpas.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Transmissão
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Transmissão
Origem: Subestação elevadora de tensão localizada na usina de geração.
Destino: Subestação abaixadora de tensão nos centros de consumo.
Objetivo: Diminuir as perdas do sistema de transmissão $\rightarrow$ Como?
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Partes de um sistema elétrico de potência: Distribuição
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Resumo:
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Futuro:
Integração de sistemas:
Uso racional dos recursos energéticos.
Otimização da infraestrutura elétrica.
Diversificação da matriz energética.
Aproveitamento da diversidade de clima e de fontes energéticas da região.
Aumento da confiabilidade e da segurança do suprimento.
Geração distribuı́da:
Pequena potência.
Conectada à rede de distribuição.
Sem controle centralizado.
Próxima do centro de consumo.
Utiliza recursos renováveis.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Futuro:
Medição inteligente:
Medição eletrônica de energia.
Maior interação entre distribuidora e consumidor.
Maior rapidez e agilidade na correção de distúrbios.
Monitoramento apurado do estado de operação do SEP.
Localização de faltas.
Fontes alternativas:
Redução da dependência de combustı́veis fósseis..
Novas fontes de energia.
Redução do impacto ambiental.
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Futuro - Smart Grids:
Constituição de um Sistema Elétrico de Potência
Smart Home (Casa Inteligente):
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