01_Setor_e_Sistema_Elétrico_Brasileiro_2019_1

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O Setor e o Sistema Elétrico 
Brasileiro
Conceitos Básicos Sobre 
Operação de Sistemas de Potência
Ricardo Vasques de Oliveira
2019/1
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● Introdução
- Peculiaridades dos sistemas elétricos de potência
● Setor Elétrico Brasileiro
- Instituições do Setor Elétrico Brasileiro
- Agentes Setoriais do Setor Elétrico Brasileiro
- Dados e estrutura do sistema interligado nacional (SIN)
● Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS)
- Função
- Estudos realizados 
- Modalidades de operação das usinas 
Sumário
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● Finalidades Básicas de um Sistema Elétrico de 
Potência (SEP)
- Converter uma fonte energética qualquer em energia 
elétrica
- Transportar a energia elétrica até o ponto de consumo
- Fornecer energia de forma ininterrupta e com qualidade 
(Frequência e tensão dentro de limites aceitáveis, etc.)
- Esses estudos são essenciais para assegurar uma 
operação contínua e aceitável do SEP
- Por que realizar estudos da dinâmica e controle de 
SEPs?
1. Introdução
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● Exemplo de Comportamento Dinâmico de SEPs
1. Introdução
- Comportamento da frequência após o desligamento de 
uma linha de transmissão de 500 kV (Falha ocorrida em 
04/02/2014)
Frequência da região 
norte e nordeste
Frequência da região 
sudeste e sul
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● Peculiaridades de um SEP 
● Um SEP é um sistema dinâmico com características 
peculiares:
- Vários dispositivos dinâmicos interconectados entre si
- Os dispositivos são geograficamente dispersos
- Muitas malhas de controle ao longo do sistema
- A maioria das malhas de controle é descentralizada
1. Introdução
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• Setor Elétrico Brasileiro
- O setor elétrico nacional é uma complexa rede de 
Instituições e Agentes Setoriais
- O Setor Elétrico Brasileiro foi reestruturado em 2004 
pelo Governo Federal
• Agentes Setoriais
Agentes Geradores - São autorizados ou concessionários 
de geração de energia elétrica 
Agentes de Transmissão - Agentes detentores de 
concessão para transmissão de energia elétrica
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Agentes Setoriais
Agentes de Distribuição - Operam um sistema de 
distribuição na sua área de concessão
Consumidores Livres - Consumidores que têm a opção de 
escolher seu fornecedor de energia elétrica (P>3 MW) 
Agentes Importadores - São agentes titulares de 
autorização para implantação de sistemas de transmissão 
associados à importação de energia elétrica
Agentes Exportadores - São agentes titulares de 
autorização para implantação de sistemas de transmissão 
associados à exportação de energia elétrica
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Instituições do Setor Elétrico Brasileiro
 As instituições do setor elétrico são responsáveis por:
- Regular e fiscalizar a produção, transmissão, distribuição 
e comercialização de energia elétrica
- Realizar estudos técnicos para o planejamento e 
operação do SEP brasileiro
- Operar o sistema interligado nacional (SIN), 
otimizando custos e garantindo a confiabilidade do sistema
- Comercializar a energia gerada
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Instituições do Setor Energético Brasileiro: 
Organograma
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Instituições do Setor Energético Brasileiro: Funções
 Conselho Nacional de Política Energética (CNPE): Órgão 
interministerial de assessoramento à Presidência da República
- Responsável por definir políticas e diretrizes de energia 
(Exemplo: Programas específicos, como os de uso do gás 
natural, álcool, e outras biomassas, etc.) 
 Ministério de Minas e Energia (MME): Órgão do Governo 
Federal responsável pela condução das políticas energéticas 
- Formula e implementa políticas para o setor energético, de 
acordo com as diretrizes definidas pelo CNPE
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Instituições do Setor Energético Brasileiro:Funções
 Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE): 
Órgão criado no âmbito do MME, sob sua coordenação direta
- Acompanha e avalia a continuidade e a segurança do 
suprimento elétrico em todo o país
 Empresa de Pesquisa Energética (EPE): Empresa 
vinculada ao MME
- Presta serviços na área de estudos e pesquisas 
relacionados ao planejamento do setor energético
- Estudos e projeções da matriz energética brasileira 
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Instituições do Setor Elétrico Brasileiro: Funções
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL): Autarquia 
em regime especial, vinculada ao MME
- Regula e fiscaliza a geração, transmissão, distribuição e 
comercialização da energia elétrica
- Atende reclamações de agentes e consumidores com 
equilíbrio entre as partes e em benefício da sociedade
- Media os conflitos de interesses entre os agentes do setor 
elétrico e entre estes e os consumidores 
- Concede, permiti e autoriza instalações e serviços de 
energia
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS)
 O ONS foi criado para:
- Operar, supervisionar e controlar a geração de energia 
elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN)
- Administrar a rede básica de transmissão de energia 
elétrica no Brasil
 Objetivos principais do ONS
- Atender os requisitos de carga, otimizar custos e 
garantir a confiabilidade do sistema
- Definir as condições de acesso à malha de transmissão 
em alta-tensão 
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS)
- Entidade de direito privado sem fins lucrativos
- Opera sob a fiscalização e regulação da ANEEL
• Sistema Interligado Nacional (SIN)
- É o sistema interligado de produção e transmissão de 
energia elétrica do Brasil
- É um sistema hidrotérmico de grande porte, com forte 
predominância de usinas hidrelétricas e com múltiplos 
proprietários
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Sistema Interligado Nacional (SIN): Geração
 Capacidade de Geração do Brasil (11/03/2019)
- Um total de 7.417 empreendimentos em operação, com 
potência instalada de 163.719.467 kW 
- Previsão de uma adição de 19.642.284 kW na capacidade 
de geração do País, proveniente dos 153 empreendimentos 
atualmente em construção e mais 423 outorgadas 
2. Setor Elétrico Brasileiro
2. Setor Elétrico Brasileiro
Empreendimentos de Geração em Operação 
Fonte: ANEEL (Atualizado em 11/03/2019).
2. Setor Elétrico Brasileiro
Projeção da Potência Instalada para o Ano de 2024
2. Setor Elétrico Brasileiro
Demanda de Carga e Energia no Brasil
A demanda de potência instantânea máxima atual no 
Brasil é aproximadamente 86 GW
O consumo médio de energia por habitante é 
aproximadamente 2.500 kWh / Hab por ano
Demanda de Carga e Energia nos Estados Unidos
A demanda de potência instantânea máxima atual no 
USA é aproximadamente 820 GW
O consumo médio de energia por habitante é 
aproximadamente 15.300 kWh / Hab por ano
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• Sistema Interligado Nacional (SIN): Rede Básica
 Rede Básica
- Linhas de transmissão com tensão maior ou igual a 230 kV
- Em 2011: Aproximadamente 100 mil km de rede básica
2. Setor Elétrico Brasileiro
Expansão 2013-2015 
- Investimentos da ordem de 
8,5 bilhões
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• Sistema Interligado Nacional (SIN)
- Apenas 3,4% da capacidade de produção de eletricidade do 
país encontra-se fora do SIN
2. Setor Elétrico Brasileiro
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• Atuação do ONS sobre o SIN: Principais Ações
 Ampliações e Reforços na Rede Básica
- Realiza o Plano de Ampliações e Reforços na Rede 
Básica
- É realizado anualmente, com um horizonte de estudo de 
três anos
- Estabelece as necessidades de expansão da Rede 
Básica para permitir a operação adequada do SIN
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Atuação do ONS sobre o SIN: Principais Ações
 O Planejamento da Operação Energética
- Fornece avaliações das condições de suprimento do 
SIN sob o enfoque energético
- Elaborado com periodicidade anual e sujeito a revisões 
quadrimestrais
- Resultados abrangendo um horizonte de até 5 anos, 
analisando cenários de oferta e demanda
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico23
• Atuação do ONS sobre o SIN: Principais Ações
Programação da Operação
- Programação Mensal da Operação Energética (PMO)
- A PMO estabelece as diretrizes para a operação 
coordenada do SIN, em um horizonte mensal com etapas 
semanais, com o objetivo de atender ao mercado 
empregando os recursos disponíveis de forma otimizada
- Define a geração individualizada, em MW médio semanal, 
para algumas usinas
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Atuação do ONS sobre o SIN: Principais Ações
Programação da Operação
- Programação Diária da Operação Eletroenergética
(PDE)
- O PDE estabelece os programas diários de geração 
para atendimento das previsões de carga, em intervalos de 
30 (trinta) minutos
- O PDE é realizado para o atendimento com confiabilidade
da carga do sistema, através da utilização otimizada dos 
recursos de geração e transmissão
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
25
• Programação da Operação
- Programação Diária da Operação Eletroenergética (PDE)
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Procedimentos de Rede (PR)
- Todas as atividades do ONS são baseadas em regras, 
critérios e procedimentos técnicos
- As regras, critérios e procedimentos técnicos estão 
codificados e organizados nos 26 módulos denominados 
Procedimentos de Rede
- São documentos elaborados pelo ONS, com participação 
dos agentes e aprovados pela ANEEL
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Procedimentos de Rede (PR)
- Exemplos de módulos dos PR:
Módulo 3: Acesso aos sistemas de transmissão
Módulo 6: Planejamento e programação da operação 
elétrica
Módulo 11: Proteção e controle
Módulo 12: Medição para faturamento
Módulo 13: Telecomunicações
Módulo 14: Administração dos serviços ancilares
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- Existem três modalidades de operação para as 
usinas
- As usinas são classificadas segundo uma das três 
modalidades de operação
- Os critérios para classificar as usinas segundo a 
modalidade de operação são definidos pelo Módulo 26 dos 
procedimentos de rede
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- Malhas de Controle Típicas dos Geradores Síncronos
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- Centro de Operação e Controle
Muitas unidades são monitoradas e controladas, mas 
poucas são controladas em tempo real pelos centros de 
controle por meio de controladores em malha fechada
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- A modalidade de operação da usina é definida a partir da 
avaliação dos impactos verificados tanto na operação 
hidráulica e elétrica do SIN
Modalidades de operação:
- Programação e despacho centralizados
- Programação centralizada e despacho não centralizado
- Programação e despacho não centralizados
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- Programação e despacho centralizados: 
- A usina tem o programa de geração* estabelecido de 
forma coordenada e centralizada pelo ONS em bases 
mensais, semanais e diárias
- A usina tem o despacho de geração no tempo real 
coordenado, estabelecido, supervisionado e controlado pelo 
ONS
* - Programa que estabelece os valores de potência ativa que 
cada unidade geradora ou usina deve gerar durante um período 
determinado
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- Programação centralizada e despacho não centralizado: 
- A usina tem o programa de geração estabelecido de 
forma coordenada e centralizada pelo ONS em bases 
mensais, semanais e diárias
- A usina não tem o despacho de geração no tempo real
coordenado, estabelecido, supervisionado e controlado pelo 
ONS
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Modalidade de Operação das Usinas do SIN
- Programação e despacho não centralizados: 
- A usina não tem o programa de geração estabelecido 
de forma coordenada e centralizada pelo ONS em bases 
mensais, semanais e diárias
- A usina não tem o despacho de geração no tempo real
coordenado, estabelecido, supervisionado e controlado pelo 
ONS
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Centros de Operação
 Centro Nacional de Operação do Sistema (CNOS)
- Centro de operação de mais alto nível hierárquico do 
ONS
- Atua diretamente sobre os demais centros de operação do 
ONS
- É responsável pela coordenação, supervisão e controle 
da rede de básica, das interligações internacionais e do 
despacho de geração das usinas submetidas ao despacho 
centralizado
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Centros de Operação
 Centro Regional de Operação do Sistema (COSR)
- Centros de operação regionais de propriedade do ONS
- É responsável pela:
Coordenação, supervisão e controle da rede de 
operação regional/local
Supervisão e controle do despacho de geração das 
usinas submetidas ao despacho centralizado e rede de 
operação sistêmica
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Centros de Operação
 Centros de Operação do ONS
- O ONS tem 5 Centros de Operação trabalhando 24 h/dia
Centros de Operação
- Centro Nacional de Operação do Sistema (CNOS), em Brasília 
- Centro Regional de Operação Norte/Centro-Oeste (COSR-NCO), 
também em Brasília 
- Centro Regional de Operação Nordeste (COSR-NE), em Recife 
- Centro Regional de Operação Sudeste (COSR-SE), no Rio de 
Janeiro
- Centro Regional de Operação Sul (COSR-S), em Florianópolis 
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Centros de Operação
 Centros de Operação do NOS
- Os Centros do ONS realizam mais de 49 mil intervenções 
diárias no sistema 
- Eles gravam diariamente mais de 10 milhões de registros 
- Eles têm à disposição 761 instruções de operação e 1040 
diagramas atualizados
- O Centro Nacional de Operação reporta-se aos Centros 
Regionais do ONS, que por sua vez se reportam aos centros 
de operação dos Agentes, e estes com as instalações de 
geração, transmissão e distribuição
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Blackout Parcial do Sistema
- Às 15h48 do dia 21/03/2018 ocorreu uma falha de um 
disjuntor na subestação Xingu, no Pará.
- Em consequência, houve o desligamento automático de 
diversas linhas de transmissão em 500 kV, componentes dos 
troncos de interligação Norte/Nordeste/Centro-Oeste, 
Tucuruí/Manaus, Tucuruí/Vila do Conde, Elo cc 800 kV 
Xingu/Estreito e da UTE Belo Monte, entre outros. 
- Acarretando uma redução total de carga no SIN, da ordem 
de 18.000 MW (22,5% da carga total do SIN naquele 
momento)
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Blackout Parcial do Sistema
• Em todas as capitais da Região Norte e Nordeste do país 
ocorreu interrupção do suprimento de energia elétrica
• A frequência nas regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste 
atingiu 58,5 Hz, levando à atuação do Esquema 
Regional de Alívio de Carga (ERAC) desligando 3.200 
MW nas regiões Sudeste/Centro-Oeste e 1.200 MW na 
região Sul. 
• As cargas interrompidas nessas regiões foram rapidamente
restabelecidas, em cerca de 20 minutos.
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
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• Blackout Parcial do Sistema
• O processo de recomposição do sistema Norte ocorreu da 
seguinte forma:
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico
42
• Blackout Parcial do Sistema
• Curva de Carga do SIN no dia 21/03/2018:
3. Operador Nacional do Sistema Elétrico