TEE Aula 3 2012-2

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Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Norte
Pot. : 111.396 MW
Nordeste
Pot. : 26.268 MW
Expl.: 40,4%
O Potencial Hidráulico Nacional
SE/CO
Pot. : 78.716 MW
Expl.: 41,0%
Expl.: 8,9%
Brasil
Pot. : 258.420 MW
Expl.: 28,2%
Sul
Pot. : 42.030 MW
Expl.: 47,8%
Legenda
Centros de carga
Bacias
90
As Capacidades de Armazenamento Regionais
50.203
19,7%11.9014,7%
Capacidade de 
armazenamento
Norte NE
Grande 
dependência 
de onde, 
quando e 
176.563
69,5%
254.200 MWmês
armazenamento 
total do SIN
SE/CO
Quadrilátero dos Reservatórios
Concentra cerca de 65% 
da capacidade de
quanto chove
xxx.xxx MWmês
xx,x % do SIN
Legenda:
Cap.armazenamento
15.533
6,1%
Sul
da capacidade de 
armazenamento do País
Serra da Mesa 7,5% 
Três Marias 7,2% 
I.Solteira/T.Irmãos 2,2% 
Bacia do Grande 21,7% 
Bacia do Paranaíba 26,7% 
91
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
ci
as
Rio Grande
A Interdependência Operativa de Usinas e
Bacias Multiproprietários
Usinas em cascata
Geração de montante afeta 
geração de jusante
11
 g
ra
nd
es
 b
ac
Itaipu Binacional
Rio Paranaíba
Cemig Furnas AES-Tietê CESP CDSA Consórcios
31 empresas públicas/privadas em 11 grandes bacias: Coordenação 
centralizada da operação para assegurar a otimização econômica
92
ENA Nordeste 
7.811
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
M
W
m
ed Calculadas a partir das médias mensais de vazões de 1931 até 2001 multiplicadas 
pela produtibilidade média dos reserva-tórios a 65% de armazenamento
Média Anual
(MWmed)
Diferença entre 
Máx e Mín: 4,8 para 1
ENA Nordeste 
7.811
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
M
W
m
ed Calculadas a partir das médias mensais de vazões de 1931 até 2001 multiplicadas 
pela produtibilidade média dos reserva-tórios a 65% de armazenamento
Média Anual
(MWmed)
Diferença entre 
Máx e Mín: 4,8 para 1
ENA Norte 
6.043
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
M
W
m
ed
Calculadas a partir das médias 
mensais de vazões de 1931 até 2001 
multiplicadas pela produtibilidade 
média dos reservatórios a 65% de 
armazenamento
Média Anual
(MWmed)
Diferença entre Máx 
e Mín: 9,9 para 1
ENA Norte 
6.043
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
M
W
m
ed
Calculadas a partir das médias 
mensais de vazões de 1931 até 2001 
multiplicadas pela produtibilidade 
média dos reservatórios a 65% de 
armazenamento
Média Anual
(MWmed)
Diferença entre Máx 
e Mín: 9,9 para 1
Sazonalidade da oferta
Complementaridade S- SE/CO/N/NE
9,9 / 1
4,8 / 1
A Oferta Hidroelétrica
(Energias Naturais Afluentes)
ENA Sudeste
50.000
60.000
M
W
m
ed Calculadas a partir das médias mensais 
de vazões de 1931 até 2001 multiplicadas 
pela produtibilidade média dos reserva-
tórios a 65% de armazenamento
ENA Sudeste
50.000
60.000
M
W
m
ed Calculadas a partir das médias mensais 
de vazões de 1931 até 2001 multiplicadas 
pela produtibilidade média dos reserva-
tórios a 65% de armazenamento
ENA Sul 
8 000
9.000
10.000
M
W
m
ed Calculadas a partir das médias mensais de vazões de 1931 até 2001 multiplicadas 
pela produtibilidade média dos reserva-tórios a 65% de armazenamento
Diferença entre
ENA Sul 
8 000
9.000
10.000
M
W
m
ed Calculadas a partir das médias mensais de vazões de 1931 até 2001 multiplicadas 
pela produtibilidade média dos reserva-tórios a 65% de armazenamento
Diferença entre
13.559 14.381 14.290 11.295 6.882 4.713 3.881 3.328 2.960 3.305 5.374 9.762
-
2.000
4.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
57,1% da
afl. anual
13.559 14.381 14.290 11.295 6.882 4.713 3.881 3.328 2.960 3.305 5.374 9.762
-
2.000
4.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
57,1% da
afl. anual
8.357 11.193 13.137 13.062 8.503 4.134 2.407 1.690 1.323 1.480 2.440 4.784
-
2.000
4.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
63,1% da
afl. anual
8.357 11.193 13.137 13.062 8.503 4.134 2.407 1.690 1.323 1.480 2.440 4.784
-
2.000
4.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
63,1% da
afl. anual
2 0 / 1
63% 67%
48.779 51.669 48.385 36.038 26.558 22.622 18.695 15.592 15.830 19.022 24.117 36.142
30.287
-
10.000
20.000
30.000
40.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Média Anual
(MWmed)
50,9% da
afl. anual
Diferença entre 
Máx e Mín: 3,3 para 1
48.779 51.669 48.385 36.038 26.558 22.622 18.695 15.592 15.830 19.022 24.117 36.142
30.287
-
10.000
20.000
30.000
40.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Média Anual
(MWmed)
50,9% da
afl. anual
Diferença entre 
Máx e Mín: 3,3 para 1
5.000 5.804 4.991 4.607 5.822 6.957 7.563 6.832 7.906 9.061 6.376 5.080
6.333
-
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
41,3% da
afl. anual
Média Anual
(MWmed)
Diferença entre 
Máx e Mín: 2 para 1
5.000 5.804 4.991 4.607 5.822 6.957 7.563 6.832 7.906 9.061 6.376 5.080
6.333
-
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
41,3% da
afl. anual
Média Anual
(MWmed)
Diferença entre 
Máx e Mín: 2 para 12,0 / 1
3,3 / 1
42% 61%
A transmissão desempenha papel fundamental – Usinas virtuais.93
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
As Singularidades do SEB
Gestão da água estocada nos reservatórios
OK
..o que fazer ? .. o que pode acontecer Consequências futuras “$”
OK
$ baixo
Déficit
$ altoUsar água
$ presente baixo
Vertimento
94
Economizar água
$ presente alto
“desperdício”
OK
$ baixo
As Singularidades do SEB
 Geração hidro longe da carga
 Grandes reservatórios de regularização plurianual
 Várias usinas em cascata
 Necessidade de longas e várias LTs Necessidade de longas e várias LTs
 Transferências de grandes blocos de energia
 Gestão da água estocada nos reservatórios
 Segurança da operação elétrica
 Múltiplos Agentes de G, T e D privados e estatais competindo
 Necessidade de transparência, equidade e neutralidade 
95
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Aplicar algoritmos matemáticos de otimização
com a função objetivo de:
A Solução
minimizar o custo total,
do presente (o custo imediato) ao futuro (o custo futuro), 
através de decisões de:
geração térmica,
geração hidráulica e de
intercâmbio entre regiõesintercâmbio entre regiões,
e com as restrições
operativas e de transmissão
96
CNPE – Conselho Nacional 
de Política Energética. 
Homologação da política 
energética, em articulação 
com as demais políticas
MME – Ministério de 
Minas e Energia. 
Formulação e 
implementação de 
políticas para o setor 
O Modelo Institucional do Setor Elétrico
CNPE
EPECMSE MME
com as demais políticas 
públicas.
CMSE – Comitê de 
Monitoramento do Setor 
Elétrico. Monitoramento das 
condições de atendimento e 
recomendação de ações 
preventivas para garantir a 
segurança do suprimento.
p p
energético, de acordo com 
as diretrizes do CNPE.
EPE – Empresa de 
Pesquisa Energética. 
Execução de estudos para 
definição da Matriz 
Energética e 
planejamento da 
expansão do setor elétrico
CCEEONS
ANEEL
Agentes
expansão do setor elétrico 
(geração e transmissão)ONS – Operador Nacional do 
Sistema. Coordenação e 
controle da operação da 
geração e da transmissão no 
sistema elétrico interligado.
CCEE – Câmara de 
Comercialização de 
Energia Elétrica. 
Administração de 
contratos, liquidação do 
mercado de curto prazo, 
leilões de energia.97
ANEEL – Agência Nacional de 
Energia Elétrica. Regulação e 
fiscalização, zelando pela qualidade 
dos serviços prestados, 
universalização do atendimento e 
pelo estabelecimento de tarifas para 
consumidores finais, preservando a 
viabilidade econômica e financeira 
dos Agentes de Comercialização.
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
O Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS, entidade civil sem fins 
lucrativos, tem como atribuição coordenar e controlar a operação dos 
sistemas de geração e transmissão (Rede Básica de Integração) de 
O Operador Nacional do Sistema Elétrico
energia elétrica do Sistema Interligado Nacional – SIN ( Leis 10848/2004 e 
9648/1998), assegurando: Segurança do suprimento – continuidade (buscando evitar 
racionamentos e minimizar blecautes) e qualidade (buscando reduzir o 
impacto de perturbações e atender segundo padrões de desempenho 
técnico)
 Otimização econômica – operação ao menor custo e modicidade 
tarifária
98
O Operador Nacional do Sistema Elétrico
99
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Objetivo Síntese do ONS: o Ótimo Sistêmico
Condicionantes legais, técnicos 
(Procedimentos de Rede) e políticas do MME
Segurança 
Elétrica
Compatibilização
Ó
tim
o 
Si
st
êm
ic
o
Otimização Econômica 
Operacional
Continuidade do 
Suprimento
Condicionantes ambientais e de uso múltiplo 
das águas e restrições operacionais
100
Para cumprir sua Missão, o ONS deve:
 Realizar o planejamento, a programação e o despacho centralizados dos 
recursos de geração e transmissão;
 Intermediar a contratação da prestação de serviço e do uso da 
transmissão;
 Administrar os serviços e encargos da transmissão; e
 Propor ampliações e reforços da Rede Básica.
Os programas computacionais de otimização utilizados pelo ONS para apoiar 
a elaboração do planejamento da operação do SIN são os seguintes:
101
ç p j p ç g
1) NEWAVE: para planejamento de médio prazo, i.e., de até 5 anos; e
2) DECOMP: para planejamento de curto prazo, i.e., mensal.
Estes programas baseiam-se na metodologia de programação estocástica, 
desenvolvida para tratar adequadamente as incertezas inerentes ao 
desconhecimento do futuro.
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4
T1 T3GT1
GH1
D1
TransmissãoGeração Distribuição
c
Subtransmissão Distribuição
O caráter integrador do ONS na busca da sinergia do 
sistema – ganhos de 20% em energia
T2
T4
T6
T7
T8
T9
CL1
D3
GH2
GH3
GH4
GH5
GH6
T5
GT3 ( <30 MW )
D4
D2
> 1000 pontos
Usinas ≥ 30 MW
c
c
C – Consumidores
c
c
c
GT2 > 1000 pontos de conexão
58 agentes
Carga de Energia em 
2004:
384 bilhões de KWh
ONS = Suprimento
Geração + Transmissão
Fornecimento
Distribuição
96 agentes
160 Usinas ≥ 30 MW
544 unidades geradoras
28 agentes
80.022 km de LTs
693 circuitos
321 subestações
102
ANEELANEEL CCEECCEEONSONSONSONS
O Modelo Contratual da Transmissão
H
id
re
lé
tr
ic
a
H
id
re
lé
tr
ic
a
ét
ric
a
ét
ric
a
GG
GG
TT
DD
ConsumidorConsumidorConsumidorConsumidor
CUSTCUST
CUSTCUST
CUSTCUST
CUSTCUST
CUSTCUST
CCTCCT
CCTCCT
CCTCCT
CCTCCT
CPSTCPST
ConsumidorConsumidor
cativocativo
ConsumidorConsumidor
cativocativo
Te
rm
el
é
Te
rm
el
é
GG
• Contrato de conexão à transmissão – CCT
• Contrato de prestação de serviço de transmissão – CPST
• Contrato de uso do sistema de transmissão – CUST
• Câmara de Comercialização de Energia Elétrica - CCEE
• Contrato de conexão à transmissão – CCT
• Contrato de prestação de serviço de transmissão – CPST
• Contrato de uso do sistema de transmissão – CUST
• Câmara de Comercialização de Energia Elétrica - CCEE
livrelivrelivrelivre
CCTCCT
103
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
O Modelo Contratual da Transmissão
Consumidor livre convencional:
É aquele cuja demanda contratada é maior ou igual a 3 MW e que pode 
negociar e adquirir energia de qualquer fonte de geraçãonegociar e adquirir energia de qualquer fonte de geração.
Consumidor livre especial:
É aquele cuja demanda contratada é maior ou igual a 0,5 MW e que pode 
negociar e adquirir energia gerada somente por fontes alternativas (ou 
renováveis) e PCHs.
104
Uma Visão Pragmática da Missão Cumprida
...continuidade...
50000
55000
MW
Início do 2º tempo
35000
40000
45000
50000
Início do jogo
Início do 2 tempo
Término do jogo
Término do 1º tempo
Rampa de 7.305 MW 
em 18 min
25000
30000
00:00 02:30 05:00 07:30 10:00 12:30 15:00 17:30 20:00 22:30
D ia T íp ico
D ia 2 6 / 0 6 B rasil x Turquia
D ia 17/ 0 6 B rasil x B elg ica
Hora
Término do 1 tempo
Rampa de 3.207 MW
em 09 min
105
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
88 6
100,0
110,0
120,0 SE
A Evolução dos Armazenamentos - 1996 a 2005
...Gerenciamento da Crise de 2001...
Sudeste/Centro-Oeste Recomposição das 
reservas energéticas
69,2
76,3
88,6
81,8
69,9
59,4
32,247,5
60,2
43,2
40,7
78,9 81,1
59,4
86,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
19,7
22,1 23,0
40,7
36,2
0,0
10,0
20,0
30,0
| | | | | | | | | |
Abril Novembro EAR Máx. de 1996 a 2005
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
EAR: Energia Armazenada Real 106
Características Físicas de LTs
Estruturas
Função:
Sustentação dos cabos condutores, cabos para-raios, isoladores, 
ferragens e acessórios.g
Dimensões e formas geométricas dependem, dentre outros fatores:
 da tensão nominal;
 das sobretensões previstas;
 da disposição dos condutores;
 das dimensões, formas e materiais
dos isoladores;
 das distâncias de segurança;
 da função mecânica;
 da forma de resistir;
 dos materiais estruturais;
 do número de circuitos etc.
Grande 
variedade
(normas,
NBR 5422)
107
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição triangular
108
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição triangular
109
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição triangular
110
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição triangular
111
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição horizontal
112
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição horizontal
113
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição horizontal
114
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição horizontal
115
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição vertical
116
Estruturas
Disposições dos condutores
Disposição vertical
117
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Classificação
...quanto:
 à função mecânica;
 à forma de resistir;
 aos materiais constituintes.
118
Estruturas
Classificação
Quanto à função mecânica:
 Estruturas de suspensão;
 Estruturas de ancoragem total;
Quanto à forma de resistir:
 Estruturas autoportantes (rígidas, flexíveis e semi-rígidas);
 Estruturas estaiadas
Estruturas de ancoragem total;
 Estruturas de ancoragem parcial;
 Estruturas para ângulos;
 Estruturas de derivação;
 Estruturas de transposição ou rotação de fase.
 Estruturas estaiadas.
Quanto aos materiais constituintes:
 Estruturas de madeira;
 Estruturas de concreto armado;
 Estruturas metálicas.
119
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Classificação
A função mecânica:
Suportar cargas verticais, horizontais transversais e horizontais longitudinais 
sob condições normais e anormais (ou excepcionais, durante a montagem esob condições normais e anormais (ou excepcionais, durante a montagem e 
as manutenções e também sob condições adversas previsíveis e 
estabelecidas em norma).
Cargas verticais: devidas às componentes verticais das forças de 
tracionamento dos cabos e estais (tirantes) e aos pesos próprios (dos cabos, 
acessórios, isoladores e eventuais).
Cargas horizontais transversais: devidas às componentes horizontais das 
forças de tracionamento dos cabos e estais e da ação do vento.
Cargas horizontais longitudinais: devidas às componentes longitudinais das 
forças de tracionamento dos cabos e estais e da ação do vento.
120
Estruturas
Classificação
Classificação quanto à função mecânica:
Estruturas de ancoragem total: trata-se de uma estrutura de fim de linha e, 
portanto, deve cumprir sua função mecânica de maneira unilateral.portanto, deve cumprir sua função mecânica de maneira unilateral.
Estruturas de ancoragem parcial: menos reforçada que a anterior, pode ser 
utilizada para cumprir a função mecânica de maneira unilateral onde julgado 
necessário, exceto nos terminais da LT.
Estruturas para ângulos: estas devem cumprir sua função mecânica 
especialmente com relação aos esforços horizontais transversais resultantes 
do ângulo entre os vãos de linha ligados às mesmas.
121
Prof. Dr. A.J. Batista,UFG/EEEC
Estruturas
Classificação
Classificação quanto à função mecânica (Continuação):
Estruturas de derivação: estas devem cumprir sua função mecânica tanto 
para o ramal principal da LT quanto para o ramal de derivação.para o ramal principal da LT quanto para o ramal de derivação.
Estruturas de transposição ou rotação de fase: estas devem cumprir sua 
função mecânica onde é feita a transposição ou rotação de fase.
Estruturas de suspensão: estas devem cumprir sua função mecânica nos 
demais casos.
122
Estruturas de Ancoragem
123
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas para Ângulo
124
Estruturas de Derivação
125
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas de Transposição
(LTs monofásica e trifásica)
126
Estruturas de Suspensão
127
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Classificação
A forma de resistir:
Refere-se à forma com que a estrutura resiste aos esforços horizontais e que 
provocam momentos de alavanca (isto é, torques).provocam momentos de alavanca (isto é, torques).
128
Estruturas
Classificação
Classificação quanto à forma de resistir:
Estruturas autoportantes: comportam-se como vigas engastadas e transmitem 
os esforços diretamente para suas fundações.os esforços diretamente para suas fundações.
Estruturas autoportantes rígidas: constituem estruturas metálicas treliçadas e 
cumprem sua função de resistir sem deformações plásticas perceptíveis. 
Estruturas autoportantes flexíveis: constituem os postes e pórticos articulados 
e, quando submetidas a esforços excepcionais, cumprem sua função de 
resistir com deformações plásticas consideráveis. 
Estruturas autoportantes semi-rígidas: constituem os pórticos contraventados
ou rígidos e, quando submetidas a esforços excepcionais, cumprem sua 
função de resistir com deformações plásticas consideráveis. 
129
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Rígida
Flexível
Semi-rígida
130
Estruturas
Classificação
Classificação quanto à forma de resistir:
Estruturas estaiadas: os estais (ou tirantes) dão rigidez à estrutura (em geral, 
flexíveis ou semi-rígidas) absorvendo parte dos esforços horizontaisflexíveis ou semi rígidas), absorvendo parte dos esforços horizontais.
Suspensão tipo trapézio Suspensão tipo convencional
131
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
LTs Exóticas
132
LTs Exóticas
133
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
LTs com Vários Circuitos
134
LTs com Vários Circuitos
135
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
LTs com Vários Circuitos
136
LTs em Locais de Difícil Acesso 
137
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
LTs em Locais de Difícil Acesso 
138
LTs Sob a Ação do Ambiente 
O projeto de LTs está intimamente 
relacionado às restrições impostas 
pelas condições ambientais às 
quais as mesmas estarão sujeitas.
139
Prof. Dr. A.J. Batista, UFG/EEEC
Estruturas
Classificação
Os materiais constituintes:
Madeira: No Brasil utiliza-se principalmente a aroeira, a massaranduba, o 
óleo-vermelho e a candeia. Para peças estruturais, como cruzetas eóleo vermelho e a candeia. Para peças estruturais, como cruzetas e 
travessas, emprega-se o ipê, o faveiro e a cabreúva. Estas madeiras são, em 
geral, tratadas com creosoto. 
Concreto armado: mais dispendioso que a madeira e menos dispendioso que 
o aço para a maioria das aplicações, mesmo para tensões de até 500 kV.
Metais: em geral emprega-se aço ou alumínio.
A madeira é pouco empregada no Brasil para transmissão de energia. Nos 
Estados Unidos existem LTs de até 500 kV com estruturas de madeira;
nas tensões de sub-transmissão, até 69 kV, predominam as estruturas de 
concreto; em 138 kV predominam as de aço (90%), e, em 230 kV, já é mínima 
a parcela de estruturas em concreto; a partir dessa tensão, somente são 
empregadas estruturas metálicas. 
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