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Gestão do Diagrama de Cargas
F.Maciel Barbosa 1
GESTÃO DE ENERGIA
GESTÃO DO DIAGRAMA DE CARGAS
F. Maciel Barbosa
2004/2005
Gestão do Diagrama de Cargas
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O DIAGRAMA DE CARGAS
A ENERGIA ELÉCTRICA NÃO É UM PRODUTO SIMPLES, MENSURÁVEL ATRAVÉS DUM ÚNICO PARÂMETRO AS CARACTERÍSTICAS DO CONSUMO IMPÕEM A MODULAÇÃO DA ENERGIA CONSUMIDA NO TEMPO ATRAVÉS DE UMA FUNÇÃO – O DIAGRAMA DE CARGAS – QUE TRADUZ A VARIAÇÃO DESSE CONSUMO AO LONGO DAS HORAS DO DIA E DOS DIAS DO ANO
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REDES ELÉCTRICAS
DIAGRAMAS DE CARGA
Pmáx
P
P
∆t∆t
t
DIAGRAMAS DE POTÊNCIAS CLASSIFICADAS
Pmin
Pmáx
t
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FACTOR DE CARGA
P
Po
Tot
Factor de carga = máx
0
PP
Factor de diversidade = pontas individuaisponta de carga do conjunto
∑
1Factor de diversidade = Factor de simultaneidade
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O DIAGRAMA DE CARGAS
Formas de alterar a evolução normal do diagrama de cargas
6 12 18 24
Redução dos Picos • Aquecimento ambiente • Aquecimento de água • Ar condicionado • Irrigação
Redução dos vazios (diurnos ou nocturnos)
• Aquecimento ambiente (“storage heating”) • Bombas de irrigação • Ar condicionado • Industrias (fornos, processos químicos, …)
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PROCESSOS MAIS UTILIZADOS PELAS COMPANHIAS DE ELECTRICIDADE PARA MELHORAR A FORMA DO DIAGRAMA DE CARGAS:
• tarifação múltipla da energia eléctrica • corte de cargas não essenciais em determinadas
horas do dia • introdução da taxa de potência • comando automático, em grandes edifícios e
centros comerciais do consumo de energia por corte automático de cargas não essenciais (aquecimento ambiente, nível de iluminação atendendo à iluminação natural), por meio de microprocessadores devidamente programados.
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O CONSUMO É ESTIMULADO NAS HORAS DE VAZIO E DESENCORAJADO NAS HORAS DE PONTA MAIS CONSUMIDORES PODEM SER ALIMENTADOS SEM TER QUE AMPLIAR A CAPACIDADE DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO OU TRANSPORTE
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CONDIÇÕES QUE INFLUENCIAM A FORMA DO DIAGRAMA DE CARGAS:
• Época do ano • Dia da semana
• Hora do dia • Condições atmosféricas
• Acontecimentos especiais • Legislação adequada
Para a conveniente exploração de um S.E.E. é necessário prever um diagrama de cargas tão exacto quanto possível
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PREVISÃO DO DIAGRAMA DE CARGAS
A PREVISÃO DO DIAGRAMA DE CARGAS É FEITA A PARTIR DE DIAGRAMAS DE CARGA ANTERIORES X = a + d + T a – carga de base d – correcção do dia da semana T – função das condições atmosféricas Técnicas de regressão
X = a + d + b1 T1 + b2 T2 + b3 T3 + b4 T4 + F(t) T1 – temperatura T2 – velocidade do vento T3 – visibilidade T4 – precipitação F(t) – função da época do ano
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CONTROLO DOS CONSUMOS
O Controlo pode ser: • Global utilizando equipamento da EDP
• Sectorial utilizando equipamento próprio
• Por ponto de utilização utilizando equipamento próprio
• Quando utilizando equipamento de medida o Mensal
o Semanal o Diário
• Sistemas automáticos de monitorização e registo o Horário o 15 em 15 minutos o -Continuo
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CARACTERIZAÇÃO DAS CARGAS SOB O PONTO DE VISTA ELÉCTRICO
- Pela potência - Pela sua simetria -Pela sua dependência em relação à frequência e à tensão - Pelo tipo de uso (regular ou aleatório)
CARGAS
• - Industriais o Ciclicas ( ≈ 8 horas- 18 horas) o Motores
• - Domésticas
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MELHORIA DA FORMA DO DIAGRAMA DE CARGA
• - Tarifação múltipla da energia eléctrica
• - Controlo de cargas
• - Taxa de Potência
As medidas para a melhoria da forma do diagrama de
carga necessitam de uma conveniente sensibilização dos
consumidores e de serem acompanhadas de vantagens
tarifárias
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PRINCIPIOS GERAIS DA GESTÃO RACIONAL DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉCTRICA
• 1º Vigiar o consumo
• 2º Comprar a energia aos melhores preços estudando
cuidadosamente as tarifas da energia eléctrica
• 3º Reduzir as perdas
• 4º Utilizar equipamentos adequados
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SISTEMA INTEGRADO DE GESTÃO DE ENERGIA (SIGE)
Objectivos
• -Evitar o sobredimensionamento dos equipamentos eléctricos
• Definição do contracto de aquisição
• Evitar as penalizações devidas ao não cumprimento do referido contracto
• Evitar consumos desnecessários devido a desleixos ou más operações
• Evitar o pagamento de pesadas tarifas de energia reactiva
• Registar e informar os acontecimentos dos vários tipos
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FUNÇÕES A DESEMPENHAR POR UM SIGE
• Monitorizar e registar os acontecimentos
• Monitorizar e registar os consumos
• Controlar o horário das cargas
• Controlar o factor de potência
• Controlar a ponta
• Vigilância e alarmes
• Sistema aberto a outras funções que venham a ser
desenvolvidas
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UM SIGE ESTABELECE PADRÕES QUE PERMITE DETECTAR:
• Mau funcionamento de automatismos de regulação
• Perdas anormais
• Inoperância ou perda de capacidade das baterias de
correcção do factor de potência
• Outras situações previsíveis
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PRINCIPAIS PROCESSOS PARA DIMINUIR A POTÊNCIA TOMADA
• Diferimento temporal de consumos
• Interruptores Horários
• Alarmes de ponta
• Dispositivos de controlo automático da potência de ponta
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CARGAS MAIS ADEQUADAS AO DESLASTRE
• cargas que funcionam com uma constante de tempo
elevada
• cargas cujo funcionamento não é continuo
• equipamentos não essenciais
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EFEITO DA ENERGIA REACTIVA NAS REDES ELÉCTRICAS
• Aumento das perdas na rede
• Redução da vida útil dos equipamentos
• Subutilização da capacidade instalada
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COMPENSAÇÃO DA ENERGIA REACTIVA
Os condensadores quando alimentados em corrente alternada, são percorridos por uma corrente desfasada de
90º em avanço em relação à tensão produzindo uma energia capacitiva em oposição à energia indutiva das instalações
Energiareactiva(ind)
Energia activa
Resultante c/compensação
EnergiaCapacitiva
Resultantes/compensação
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GESTÃO DE ENERGIA
ILUMINAÇÃO
-Fraccionar os circuitos de iluminação -Utilizar sistemas automáticos de comando -Fazer uma correcta manutenção da instalação -Utilizar armaduras e fontes luminosas de alto rendimento
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GESTÃO DE ENERGIA
PROJECTO
• Tipo de Condutores
• Dimensionamento dos condutores (escalonamento económico dos condutores)
• Localização de subestações e P.T.
• Correcção do factor de potência
• Previsão do diagrama de cargas
EXPLORAÇÃO
• Escolha da configuração da rede
• Controlo do diagrama de cargas
• Correcção do factor de potência
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ESCALONAMENTO ECONÓMICO DOS CONDUTORES
A utilização de secções superiores para a diminuição das perdas no sistema, diminui a queda de tensão o que tem a vantagem de:
• diminuição das perdas
• melhorar o rendimento da aparelhagem
• aumentar o período de funcionamento do
equipamento
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GESTÃO DE ENERGIA
MEDIDAS A ADOPTAR
REDES DE DISTRIBUIÇÃO
• Aproximar os transformadores dos receptores de
elevada potência
• Dimensionar correctamente as redes de distribuição
• A secção óptima dos condutores é a que para além de obedecer aos critérios técnicos (queda de tensão e
aquecimento) entra em consideração com critérios económicos.
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SISTEMA TARIFÁRIO
O Sistema tarifário define o conjunto de regras que regulamentam o fornecimento de energia eléctrica.
O consumidor paga mensalmente a potência posta à sua disposição e a energia consumida A potência a facturar tem em conta a potência contratada e a potência tomada. A energia activa é paga a uma taxa por kWh, que varia com a hora do dia, sendo mais elevada nas horas de ponta e mais baixa nas horas de vazio.
A energia reactiva que exceder determinado limite fica sujeita a facturação Compete ao consumidor fazer a opção tarifária que julgar mais conveniente.
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CUSTO DO KWH
O custo da energia eléctrica é função do período do dia e da época do ano Pode-se pagar:
• um valor médio do kWh (consumidores domésticos)
• um preço função da hora do dia (consumidores industriais)
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