Avaliação da adequação de sistemas elétricos considerando a participação de geração à biomassa

Abstract

Da perspectiva do sistema elétrico de energia, o conceito de geração distribuída (GD) pode ser claramente dividido em duas categorias: de pequena e de grande escala. Atualmente, há grande dedicação em estudos de integração da GD de grande escala ao redor do mundo, como eólica e solar. Da perspectiva tecnológica, a GD traz para o sistema elétrico de energia um grande número de novos desafios, sendo considerada na maioria das vezes uma fonte valiosa de energia que não possui as características adequadas para fornecer potência ou serviços de sistema. Uma excelente alternativa para a matriz energética brasileira que vem se destacando é a GD da biomassa de cana-de-açúcar. Devido ao crescimento do mercado sucroalcooleiro brasileiro e à produção cada vez maior de resíduos (bagaço e palha), as possibilidades de geração de bioeletricidade nestas indústrias e a participação desta biomassa na matriz energética nacional como fonte alternativa de GD têm crescido de forma acentuada. A sazonalidade deste tipo de biomassa, se explorada corretamente pelo mercado de energia, pode beneficiar a matriz energética nacional. De acordo com o operador nacional do sistema elétrico (ONS), cada 1000 MWmed de bioeletricidade inseridos na rede básica brasileira durante o período seco, significa a poupança de 4% dos reservatórios do subsistema Centro-Sul. Este trabalho apresenta uma proposta de modelagem para a inserção de geração à biomassa na avaliação de sistemas compostos (Geração e Transmissão) utilizando o Processo de Poisson Não-Homogêneo (NHPP). O modelo considera as principais características de geração à biomassa, incluindo a logística necessária na gestão dos insumos (resíduos) e a sazonalidade da produção da cana de açúcar. O modelo é testado através da utilização do sistema teste IEEE-RTS 79 HW e são propostas algumas variações para a inclusão da biomassa.<br>

Abstract : From the electric power system perspective, distributed generation (DG) can be clearly divided into two categories: small and big scale. Currently, there is great dedication in integration studies of large scale DG around the world, such as wind and solar. From technical perspective, DG brings to the electric power system a large number of new challenges, and is considered most often a valuable source of energy, that does not have the right features to provide power or system services. An excellent alternative to the Brazilian energy matrix is the sugarcane biomass DG. Due to the growth of the Brazilian sugar and alcohol market and the increasing production of waste (bagasse and straw), the possibilities for bioelectricity generation in these industries and the share of biomass in national energy matrix as an alternative source of DG have grown sharply. The seasonality of this type of biomass, if exploited properly by the energy market, can benefit the national energy matrix. According to the national operator of the electrical system, ONS, 1000 MWmed of bioelectricity inserted in the Brazilian basic network during the dry season, means savings of 4% of the Central South subsystem reservoirs. This paper proposes a model for the inclusion of biomass generation to the evaluation of composite systems (generation and transmission) using the Non-Homogeneous Poisson Process (NHPP). The model considers the main features of generation from biomass, including the necessary logistics in the management of feedstock (waste) and the seasonality of production of sugar cane. The model is tested using the test system IEEE RTS-79 HW and some variations are proposed to include biomass.