Aplicações de FACTS no sistema

Angelica Angelhag Setembro 2012
FACTS
Aplicações de FACTS no sistema
Agenda
Conteúdo
Tendências
Facts
introdução
soluções
pioneiro
portfólio
Aplicações & exemplos
Glossário
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October 8, 2012 | Slide 2
FACTS
Introdução
FACTS*
Flexible AC Transmission Systems
Sistemas sofisticados com tecnología de ponta destinados a obter :
Transmissão de potência em
condições ótimas
*) EPRI, entre otras organizaciones, ha estado promoviendo este nombre genérico.
Antes conocido como RPC (Reactive Power Compensation).
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Tendências
FACTS
(1)
Technologias de ponta da década
1. Smartphone
2. Social networking
#9 FACTS
Facilitador para “smarter grid”
Aumenta capacidade de
transmissão até 50 %
Estabilidade / Confiabilidade
Qualidade de energia
3. Voice-over-IP
4. LED lightining
(1) Institute of Electrical and Electronics Engineers , one of
the world’s largest professional associations for the
advancement of technology.
FACTS
Impulsionadores de Mercado
Comercialização de Energia
Entre regiões
Infrastructura antiga
Aumento na produção
De energia
Impulsionadores Globais
Aumento de carga e necessidade de confiabilidade
Desregulamentação e Privatização
Fontes de energias renovavéis
FACTS
Mega Cidades – Aumento da Capacidade
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October 8, 2012 | Slide 6
FACTS
Sistemas de Potencia
Equilibrio na produção e consumo de MW y MVAr!
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Desequilibrios de MW
Variações de frequência
Desequilibrios de MVAr
Desviações na tensão
FACTS
Preocupação Global
Preocupaciones sobre garantía del suministro
e incremento de la capacidad de transmisión
65
Aumento de regulaciones y obligaciones
61
Aumento de la volatilidad sistemática del precio
55
Fomento de la energía renovable
51
Eliminación de la distribución en empresas
integradas verticalmente
31
Incremento de actividades joint venture de
instituciones financieras especializadas en
petróleo
27
Sustitución de Centrales Nucleares
27
0
10
20
30
40
50
60
70
Nota: Solamente respuesta global, % de respuestas compartidas
Fuente: PricewaterhouseCoopers, Supply essential 2004
Visão geral: em uma faixa de tempo de 5 anos, Qual é o fator que te
parece que ocorrerá no setor elétrico con maior probabilidade?
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October 8, 2012 | Slide 8
Custo e tempo consumido para novas LTs
200-800 kEUR/km na Europe e até 15 anos para
permissos
DG TREN/European
Commission
Study contract No
TREN/CC/03-2002
Euro’00/km
Specific cost factors
1 Finland, Sweden
200 – 300
Flat land (fewer towers) Less Populated
1 Greece, Portugal
200 – 300
Low costs (land, labour)
2
Denmark, Norway,
Spain
300 – 400
Close to base case
3
Belgium,
Netherlands, Italy
400 – 500
Close to base case
Heavily populated
4 France, Germany
500 – 600
Heavily populated
High labour costs
600 – 800
‘n-2’ Standard applied &more towers/km
High
right-of-way costs Heavily Populated
UK (England &
5
Wales)
6 Austria, Switzerland 600 – 800
High environmental issues Topography,
high wind pressure limits
High labour costs
Unit cost of Constructing new transmission assets of 380kV
within the European union, Norway and Switzerland
Transmission Capacity
FACTS
Criando espaço para mais potência nas linhas
Thermal Limit
FACTS
Technology
”Usar a tecnologia FACTS é como remover a espuma do chopp”
FACTS
Demanda de FACTS para aplicações
Aumento na Capacidade de Transmissão
Melhorando a transferência de
energia de longa distância
Alívio rápido dos gargalos de transmissão
Melhorias de qualidade de energia
Melhor controle de fluxo
Melhora na estabilidade dinâmica das redes
Minimizar os riscos de black-out
Facilita a integração de energias renováveis
FACTS
Flexible AC Transmission Systems
Transmissão de Potência em condições ótimas:
Segurança e melhora do fornecimento de
energia
Aumenta a capacidade de transmissão até 50
% em linhas de transmissão existentes
Rede mais confiavel, flexibel, eficaz.
Mais potência pode atingir os consumidores e
menos necessidade de linhs de transmissão:
Diminui Impacto Ambiental
Menor tempo de implementação
Menor investimento
ABB
Reconhecida no mercado:
Completo portfolio de FACTS
Soluções Inovadoras
Equipamentos principais na casa
Confiança com presença local
Menor tempo de entrega
FACTS
Porque investir em FACTS?
Tomar uma responsabilidade maior com
relação ao meio ambiente
Menos perdas
Aumentar a receita
Produção Segura
Menos custos de manutenção
Disponibilidade
Melhor utilização dos ativos
Custo beneficio: preço x tempo
FACTS
Inovações
CapThor™
SVC Light®
DynaPeaQ®
TCSC
MACH2
Soluções de FACTS da ABB
também permitem:
Menor ruidos, menor footprint,
proteção robusta rápida,
Solução boa para o meio
ambiente, controle dinâmico
de potência ativa & reativa
etc…
FACTS
A solução completa
Gerenciamento de Projetos
Engenharia
Estudos do sistema
Projeto Elétrico
Projeto Eletromecânico
Proteção e Controle
Projeto Civil
Equipamentos com testes em fábrica
Equipamentos principais
Sistema de Controle e Proteção
Serviços Auxiliares
Estruturas metálicas e conexões
Serviços de Campo
Obras Civis
Montagem Eletromecânica
Commissionamento & Testes
Treinamento
Documentação
FACTS
Pioneiro em tecnologias inteligentes
Primeiro Capacitor Serie com proteção
com varistor, comissionado pela ABB
em 1977.
ABB comissionou o maior SVC do
mundo nos USA em 2006, 500kV, -145
/+575 MVAr in .
FACTS
Pioneiro em tecnologias inteligentes
compensação shunt
SVC
STATCOM (SVC Light)
Series Compensation
Fixed (SC)
Controlled (TCSC)
Dynamic Energy Storage
DynaPeaQ
since 1975
since 1997
since 1950
since 1997
since 2010
…..FACTS é uma tecnologia comprovada!
FACTS
Soluções Turn Key
Compensação Shunt
SVC
STATCOM (SVC Light®)
Dynamic Energy Storage
DynaPeaQ®
Compensação Série
SC - Fixa
TCSC - Controlavel
FACTS
Compensação Shunt; SVC & SVC Light
SVC & SVC Light:
Tecnologia Shunt torna a rede mais
robusta, flexivel e preditiva
Controle da injeção e absorção de
potência reativa
Controle dinâmico de tensão
Baixo nivel de ruido
Perdas otimizadas
Baixo impacto visual
Mitigação de Flicker
FACTS
Armazenamento de Energia com DynaPeaQ®
DynaPeaQ® proporciona
Estabilidade da rede, confiabilidade, flexibilidade e
eficiência, sendo capaz de gerar potência reativa e
ativa para a rede simultaneamente
Aplicações
- 5-50 MW Active Power
- Based on Li-Ion batteries.
Estabilidade do Sistema
Suporte de tensão, correção do FP, mitigação de
flicker & harmonicas
Serviços Auxiliares
Regulação de frequência, spinning reserve
Capacidade Renovável firme
Manter a produção renovável dentro da janela previsão
aceitável
Compensar intermitência curto prazo a partir do vento
ou solar
Aumenta o apoio para geração de energia renovável
Evitar o colapso do sistema de energia quando as
energias renováveis são rapidamente enviados a partir
da rede
Manter o poder até que a energia alternativa é
colocado online
FACTS
Compensação Série & Compensação controlada por
tiristores
Compensação Série:
Mais potência transmistida através de
linhas já existentes
Redução na reatância: estabilidade angular
e de tensão e fluxo de potência maior
Auto regulável
TCSC adicionam beneficios;
Eliminação de riscos de ressonância
sub sincrona
Amortecimento das oscilações de
potência
Melhoria da estabilidade após falha
Controle dinâmico do fluxo de potência
FACTS – Liderança!
Mais de 700 instalações em serviço no mundo
~450 SVC installations all
over the world ( )
~20 STATCOM
installations all over
the world ( )
~200 SC installations all
over the world ( )
Em 30 anos ABB FACTS tem fornecido mais de 800 instalações
FACTS
Aplicações
FACTS se aplica nos seguintes
segmentos
Transmissão
Distribuição
Industria
Wind power (conexão à rede)
FACTS
Cada projeto é único!
Todos as ~ 800 instalações
foram feitas sob medida para
atender as necessidades dos
nossos clientes e os projetos
não são iguais
FACTS, Exemplos
Cerro Navia SVC Light – Transelec, Chile
Customer: Transelec
Necessidade da Transelec
Year of
commissioning:
Aumentar o fornecimento de eletricidade
através de suas linhas existentes de 500-kV,
com a transferência de potência do sul do
país até a parte central de Santiago.
2011
Resposta da ABB
220kV SVC Light, rated -65/+140 Mvar
Entrega Turn-key
Beneficios da Transelec
O SVC Light vai aumentar significativamente
a capacidade de transmissão de potência e
minimizar os riscos de colapsos de tensão.
Estabiliza as flutuações de tensão.
Menos riscos de black outs
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FACTS, Exemplos
Cerro de Oro, Moctezuma & Pie de la Cuesta, Mexico
Customer: CFE
Moctezuma
Year of
commissioning:
2005
Cerro de Oro
Necessidade da CFE
Prevenir blackouts na area de Mexico City.
SVCs aumentam a recuperação rápida da
tensão, especialmente durante contingencias
Resposta da ABB
Pie de la Cuesta
Três SVCs:
Cerro de Oro:
400 kV, -300/+300 Mvar
Moctezuma:
230 kV, -90/+300 Mvar
Pie de la Cuesta: 30 kV, -50/+150 Mvar
Beneficios da CFE
Baixo risco de balck outs.
ABB forneceu 21 dos 26 SVCs no Mexico
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October 8, 2012 | Slide 26
FACTS, Exemplos
Cotaruse & Socabaya – CTM, Peru
Necessidade da CTM (ISA, Rep)
Aumentar a capacidade de transmissão e
reforçar a estabilidade do sistema existente
devido ao aumento da capacidade de geração
no sul do pais.
Resposta da ABB
Quatro Capacitores Séries de 220kV e a
4200msnm
Um SVC -100/+300MVAR
Beneficios da CTM
4 FSCs
hace posible la
interconexión entre Lima
y el Súr de Perú.
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October 8, 2012 | Slide 27
Regulação e controle da tensão requerdia
durante condições normais e durante
contingência.
Rápida resposta da potencia reactiva depois
de contingencias.
Prevenir e reduzir risco de colapso de tensão
no sistema
FACTS, Exemplos
Yaracuy & El Tablazo – Enelven, Venezuela
Customer:
Enelven
Year of
commissioning:
2003
Necessidade da Edelca
Aumentar a capacidade de transmissão
Resposta da ABB
Cinco Capacitores Séries instalados no
sistema existente de 400kV.
Beneficios da Edelca
Permite que mais de 325 MW de
energia hidro sejam transmitidos
através das linhas existentes.
Permite um menor uso de geração a
óleo, reduzindo a emissão de CO2.
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FACTS, Exemplos
Ribeiro Gonçalves SC – Abengoa, Brazil
Necessidade do Abengoa
Aumento da capacidade de transmissão.
Resposta da ABB
Customer: ATE II, Brazil
Year of commissioning:
2006
Dois bancos de capacitores série na
subestação Ribeiro Goncalves.
Um banco de capacitores série na
subestação de S. J. do Piaui.
Beneficios do Abengoa
Aumento da capacidade de transmissão.
Taxa de disponibilidade mais elevada.
FACTS, Exemplos
Norte Sul – Eletronorte, Brazil
TCSC: Inteconexão Norte - Sul
Location Rating
Maraba
Miracena
Colinas
Imperatriz
348 Mvar SC
161 Mvar SC
2x161 Mvar SC
161 Mvar SC
107 Mvar TCSC
Voltage
500 kV
500 kV
500 kV
500 kV
500 kV
FACTS, Exemplos
Norte – Nordeste 3
Marabá
Açailândia
Presiden
te Dutra
Brasi
lia
Necesidades do cliente
Problemas da inestabilidade de tensão
Aumento da capacidade de transmissão
Resposta da ABB
1 SC em Marabá: 500 kV, 279 Mvar
2 SC em Açailândia: 500 kV, 315 + 435 Mvar
1 SC em Presidente Dutra: 500 kV, 435 Mvar
Em servico Marco 2003
FACTS, Exemplos
Chenier SVCs - Hydro-Québec, Canada
Necessidade do cliente
Regulação de voltagem na area de Montreal e
assegurar a estabilidade do sistema durante
contingências
Resposta da ABB
Chenier SVCs
Dois 735 kV SVCs, -300/+300 Mvar,
localizados na SS de Chenier.
Maior concentração mundial de Mvars
dinâmicos.
Beneficios do cliente
Aumento da estabilidade de voltagem na
área de Montreal
Menos riscos de black outs
Sustentável suporte after sales, devido ao
grande número de SVCs na NAM
FACTS, Exemplos
Black Oak SVC – Allegheny Power, USA
Necessidade da Allegheny Power’s
Aumento da capacidade de transmissão e da
confiabilidade na linha de transmissão de
500kV, entre Black Oak e Bedington
Resposta da ABB
Maior SVC do mundo, 500kV, -145 /+575
MVAr
Projeto Turn-key completo em 14 months
Benefícios da Allegheny Power’s
Maior confiabilidade no sistema de
transmissão, eliminando congestionamentos
Mudando rapidamente os níveis de potência
reativa para controlar a tensão de linhas
FACTS, Exemplos
Tuomela & Asmunti SC - FINGRID, Finland
Necessidade da Fingrid’s
Reforçar a capacidade de transmissão no
Norte da Finlândia
Melhorar a disponibilidade de capacidade
de transferência líquida máxima para a
Suécia no outono de 2009
Resposta da ABB
Dois SCs, 400 kV , 300 & 370 MVAr com
CapThor
Projeto Turnkey entregue em 14 months
Benefícios da Fingrid’s
SC parte do projeto de esquema de
reforço para aumentar a transmissão de
energia em 200 MW em linhas existentes
FACTS, Exemplos
Nobel SCs – Hydro One, Canada
Necessidade da Hydro One’s
Aumento da capacidade de transferência de
energia de nova geração em Ontário do
norte para o sul de Ontário
Resposta da ABB
Dois capacitores série em 500 kV , cada um
de 750 Mvar
Projeto Turn key
Beneficios da Hydro One’s
Maximização do sistema de transmissão
existente
Nenhum impacto sobre quebra de linha
existentes - Unique CapThor rápidos
dispositivos de proteção atenuar tensões
TRV
CapThor FPD
Baixo risco total técnico de fornecimentos
anteriores da ABB em ambientes
semelhantes
FACTS, Exemplos
Tunnsjödal & Viklandet SVCs – STATNETT, Norway
Necessidade da Statnett’s
Tunnsjödal
Viklandet
O aumenta rápido do consumo de energia na região
central da Noruega, o que demanda a importação de
energia para a região através de uma rede de
transmissão já muito carregada
A manutenção das condições de tensão, tanto em
condições normais e no caso de perturbações
Resposta da ABB
Dois 420 kV SVCs, rated -250/+250 Mvar.
Projeto Turn Key entregue em 19 meses
Beneficios da Statnett’s
Os SVCs para Tunnsjödal & Viklandet aumentaramr
significativamente a capacidade de transmissão de
energia e minimizam o risco de colapso de tensão
na região
O projeto SVC tinha, em comparação com outras
soluções possíveis, um tempo de entrega curto
FACTS, Exemplos
Kirkland Lake SVC, Hydro One Canada
Necessidade da Hydro One’s
Manter a transferência de energia na região
Nordeste do Ontário, em caso de perda de 500 kV
linha de transmissão
Resposta da ABB
Kirkland Lake SVC
Um 115 kV SVC rated 0/+200 Mvar
(20 seconds overload every 30 minutes)
Projeto Turn Key
Beneficios da Hydro One
A manutenção do sistema de transmissão, com a
perda da linha de transmissão
Pequenos passos discretos de tensão D / Y
conectado TSR / TSCs esquema, sem a
necessidade de filtros de harmônicas
Confiabilidade de diagnósticos automáticos de
auto-SVC: comprovada e confiável quando
chamado
Baixo risco total técnico de fornecimentos
anteriores da ABB em ambientes semelhantes, por
exemplo? GIC, -50 º C e condutividade chão
FACTS, Exemplos
SVC Rio Tinto - Pilbara, Australia
Necessidade do cliente
Aumento da confiabilidade da rede
Aumento da estabilidade da rede
Aumento no fornecimento de energia
Pilbara region
Resposta da ABB
Um SVC de -75/+75 MVAr instalado na
Subestação de Juna Dows SS.
Rio Tinto’s benefits
Aumento da estabilidade e confiabilidade do
sistema
Aumento da energia transmitida através das
linhas de transmissão existentes
FACTS
With our technologies you get smarter and more reliable grids, much due to our
long experience in the field combined with our highly-innovative thinking.
If you want to learn more about what we have done in the past, and our plans for
the future, please visit our website, www.abb.com/FACTS.
FACTS
Glossary
FACTS – Flexible AC Transmission Systems
A family name of technologies improving the flexibility,
security and stability of power grids
Alternating current transmission systems incorporating
power electronics to enhance controllability and
increase of power transfer capability
SVC – Static Var Compensator
1
STATCOM – Static Synchronous Compensator
SC – Series Compensation
TCSC – Thyristor Controlled Series Compensation
2
Dynamic Energy Storage
1)
ABB’s registered trade name: SVC Light®
2)
ABB’s registered trade name: DynaPeaQ®
© ABB Group
October 8, 2012 | Slide 41