Planejamento da expansão de Sistemas de Transmissão com elevada participação de Fontes Renováveis.

Abstract

O setor elétrico vivencia uma forte tendência de investimentos na expansão da geração utilizando fontes renováveis de energia. O elevado crescimento da participação de tais fontes conectadas à rede, bem como as projeções da expansão desse mercado nos próximos anos, é um forte sinal para planejadores e operadores sobre a necessidade de desenvolver novas metodologias e as correspondentes ferramentas computacionais para avaliar as redes de transmissão. A principal razão está na intermitência das novas fontes de energia renovável (e.g., eólica) que demanda um volume maior de reserva de geração e redes de transmissão mais robustas, capazes de permitir flexibilidade na operação. Ademais, as áreas de maior viabilidade técnica e econômica para a construção de fontes renováveis são, geralmente, localizadas em regiões distantes dos centros de consumo localizados em áreas urbanas. Esta tese apresenta uma metodologia de planejamento da expansão da transmissão que aborda dois objetivos: i) o atendimento à demanda, considerando restrições de segurança; ii) a maximização do aproveitamento renovável, considerando uma análise de custo benefício. O planejamento é realizado por meio de simulações combinadas de duas ferramentas distintas. Para indicar os reforços necessários ao atendimento à demanda é utilizado um algoritmo de otimização, baseado na meta-heurística Estratégias de Evolução (ES). Já os reforços que garantirão melhor aproveitamento renovável são obtidos por meio de um Algoritmo Heurístico Construtivo (AHC). Os índices de desempenho utilizados pelo AHC referem-se ao desperdício de energia renovável e eventuais sobrecargas nos circuitos quando é adotado o máximo despacho da energia renovável momentânea. Tais índices são computados por meio de um Fluxo de Potência Cronológico (FPC), no qual é introduzido o conceito de energia renovável desperdiçada. Os resultados são apresentados utilizando um sistema teste com participação expressiva de fontes renováveis, em particular a eólica. As configurações resultantes são avaliadas por meio de um algoritmo de confiabilidade composta adaptado a este novo ambiente de simulação. Os resultados demonstram a capacidade da metodologia de lidar com a natureza estocástica do problema. Os planos de expansão da transmissão levam em conta as características probabilísticas, associadas às fontes de geração intermitente, e o perfil de carga do sistema. Finalmente, sugestões de trabalhos futuros são também apresentadas e discutidas.