Compartilhar matéria
A significativa evolução da eletrônica de potência na última década aumentou a complexidade da operação, permitindo a conexão de fontes assíncronas ao SIN (Sistema Interligado Nacional), como os geradores eólicos e solares. Posteriormente, com a expressiva redução dos custos das placas solares, se observou a expansão das micro e minigerações solar distribuídas.
O ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico) tem capacidade de controle hierárquico sobre a geração conectada ao SIN com potência superior a 30 MW, o que exclui um bloco significativo de geradores distribuídos ao longo do país, que consomem parcela considerável da carga, notadamente durante o período do dia em que há sol.
Obviamente, essas fontes não contribuem para a segurança da operação elétrica, por não dispor de suprimento de potência reativa e nem inércia para a estabilidade do SIN.
Todavia, a existência e a expansão dessas fontes são inevitáveis. Isso nos conduz à discussão sobre os atributos das fontes conectadas ao SIN, uma vez que caberão a estas dotar o Sistema de estabilidade, notadamente quando da ocorrência de grandes distúrbios.
Inegavelmente, o SIN se preparou para eventos extremos e dispõe de dispositivos de caráter sistêmico, como os Eracs (Esquemas Regionais de Alívio de Carga), que restabelecem o equilíbrio carga x geração e as PPS’s (Proteção de perda de sincronismo), que atuam evitando a propagação de contingências para outras regiões, isolando-as na origem, dentre outras.
A questão fundamental é que quem recompõe a estabilidade do SIN durante as oscilações produzidas por grandes perturbações é a inércia sistêmica, especialmente aquelas associadas às máquinas síncronas (geradores e compensadores). Muitos podem argumentar, neste ponto, que as fontes eólicas e solares também têm a capacidade de fornecer potência reativa.
É exatamente sob esse argumento que reside o fundamento deste artigo. É consenso que essas fontes têm capacidade de fornecer potência reativa em regime permanente de operação, uma vez que todas dispõem do que se convencionou chamar de inércia sintética, ou a capacidade que essas fontes têm de alterar o ângulo de disparo de suas fontes conversoras, fazendo com que além de potência ativa, elas também produzam potência reativa (indutiva ou capacitiva).
Não basta apenas a fonte ter capacidade de suprir reativos em regime permanente de operação, já que nele os eventos ocorrem na escala de minutos. Não excluo a importância de se dispor de potência reativa neste regime, pois sem ela não haveria meios de efetuar um adequado controle de tensão.
Porém, quando o sistema entra em modo oscilatório, em que uma grande perturbação promove forte variação eletromecânica no SIN, é preciso dispor de uma significativa massa girante sincronizada para amortecer rapidamente essas oscilações, fazendo com que as tensões voltem a se estabilizar rapidamente.
Ao analisarmos o sistema europeu, já observamos a inserção de volantes de inércia em seus compensadores síncronos, uma vez que esses sistemas possuem maior experiência que o SIN com a inserção de fontes assíncronas, pois já perceberam a importância do rápido amortecimento das oscilações eletromecânicas.
Desta forma, é preciso avaliar, a cada intervalo de programação, qual é a constante de inércia dos subsistemas que compõem o SIN, lembrando que essa constante representa o tempo em segundos em que um gerador consegue manter sua potência apenas com a energia cinética armazenada em seu rotor.
Por essa análise, fica clara a necessidade de aumentar o número de unidades geradoras síncronas ligadas ao SIN, uma vez que as unidades geradoras operando na modalidade síncrona levam de 60 a 90 segundos para sincronizar-se ao Sistema, mais o tempo de tomada de carga, cuja ordem de grandeza também é de minutos.
Portanto, quando ocorrem fenômenos de oscilação eletromecânicas que venham a se transformar em problema de potência ativa, somente as unidades geradoras sincronizadas pré-falta terão capacidade de fornecer tanto potência ativa quanto reativa. As que operam na modalidade síncrona não conseguem reverter-se a tempo para auxiliar no suprimento de potência ativa nessas condições, dado ao seu elevado tempo de reversão e tomada de carga.
Quanto à massa de inércia síncrona girante no SIN, é preciso rever alguns pontos da legislação vigente – embora já se tenha observado no leilão de março deste ano que os síncronos terão 3,5 segundos de constante de inércia, ainda que também existam com 2,2s.
Além disso, no leilão de outubro de 2026 também teremos a introdução da tecnologia VSC (conversor com fonte de tensão) no elo de corrente contínua (CC) a ser licitada, que conectará o Brasil à Bolívia, o que torna os inversores imunes às variações de tensão, reduzindo os riscos operacionais.
Para concluir, destaco duas sugestões para controle de tensão, notadamente em carga leve, visando reduzir a abertura de linhas de transmissão para essa finalidade.
A primeira delas consiste em operar os elos CC com tensão reduzida, não otimizando o ângulo de disparo das pontes conversoras, mas tendo como benefício explícito a absorção adicional de potência reativa pelos elos CC e, com isso, auxiliando as ações para reduzir tensões no Sistema.
A segunda é operar-se de forma otimizada à transmissão de patamares de potência pelos elos CC, de acordo com o número de filtros ligados. Uma vez que uma configuração de filtros fornece um valor fixo de potência reativa, quando esta não for totalmente consumida pelas pontes conversoras, devido ao valor da potência transmitida pelo elo CC ser inferior ao montante máximo previsto para a configuração dos filtros, esse excedente é injetado no Sistema, dificultando ainda mais as condições de controle de tensão.
* Francisco Arteiro, diretor de operações da Axia Sudeste
Os artigos publicados pelo CNN Infra buscam estimular o debate, a reflexão e dar luz a visões sobre os principais desafios, problemas e soluções enfrentados pelo Brasil e por outros países do mundo. Os textos publicados neste espaço não refletem, necessariamente, a opinião da CNN Brasil.
TópicosEnergia elétricaHidrelétricaLeilão de transmissão
Conteúdo reproduzido originalmente em: CNN Brasil por robsonrodrigues