Impacto da alteração do período crítico de afluências na energia firme de usinas hidrelétricas

Abstract

Resumo: A principal fonte de geração de energia elétrica no Brasil é proveniente de usinas hidrelétricas (UHE’s), representando 52,8% da potência instalada. Devido a essa grande importância, é indispensável conhecer as condicionantes que afetam a produção de energia nesses empreendimentos, como, por exemplo, crises hídricas. Um conceito relevante no contexto do planejamento e operação das UHE’s é o período crítico hidrológico (PC), que se refere à mais severa estiagem observada no histórico de afluências. Esse tópico constitui um dos objetos de estudo do presente trabalho. Atualmente o Setor Elétrico Brasileiro adota para todo o Sistema Interligado Nacional (SIN) um único PC, entre junho de 1949 e novembro de 1956. Porém, ao considerar as diversidades hidrológicas do país, a crise hídrica que impactou o parque hidrelétrico década de 2010 e que quando foi calculado o PC do SIN, foram consideradas somente as séries hidrológicas de 1930 até o início da década de 1960, é pertinente questionar se houve alterações. Em caso positivo, essa mudança tem impacto na energia firme (EF) dos empreendimentos, que é a geração média que uma usina pode realizar quando durante o PC, assim se reflete no cálculo da garantia física dos empreendimentos hidrelétricos. Isto posto, o presente trabalho busca analisar a EF das UHE’s do SIN, com base no recálculo do PC considerando as séries atualizadas de Energias Naturais Afluentes. Os resultados da pesquisa indicam que houve alteração do PC do SIN, passando a compreender o intervalo entre abril de 2016 até novembro de 2021. Também foi constatado que o PC dos quatro subsistemas do SIN (Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste e Norte) são diferentes entre eles, revelando as diversidades hidrológicas dentro do país. Juntamente com esses resultados, observou-se uma redução de 1.698,03 MWmed na EF do SIN, correspondendo a uma perda de 2,82%. Assim, ao realizar o rateio da EF entre as hidrelétricas, as usinas da região sul foram as que mais tiveram aumento. Contrariamente, o estado de Minas Gerais foi o mais prejudicado com perda de EF com a alteração do PC do SIN. Importante ressaltar que a maioria das UHE’s com capacidade de regularização apresentaram mudanças superiores a 6% no valor de sua EF, constatando, assim, o impacto da alteração do PC no sistema elétrico brasileiro

Abstract: The main source of electricity in Brazil comes from hydroelectric plants (HPP's), representing 52.8% of the inspected power. Due to this great importance, it is essential to know the variables that affect the production of energy in these facilities, such as water crises. Along with the HPPs, the concept of hydrological critical period (PC) of hydroelectric power plants appears, which the most severe drought is observed in the history of inflows. This topic constitutes one of the objects of study of the present work. Currently, the Brazilian Electric Sector adopts a single critical period for the entire National Interconnected System (SIN), between June 1949 and November 1956. However, when considering the country's hydrological diversities and the water crisis that hit the hydroelectric park in in the 2010s, and that when the critical period of the SIN was calculated, only hydrological series from 1930 to the beginning of the 1960s were used, pertinent to question whether there was any change in the critical period of the SIN. If positive, which is the average generation that a plant can produce during the PC, thus being reflected in the calculation of the firm energy of hydroelectric projects. This work seeks to analyze the firm energy of the SIN HPP's, based on the recalculation of the critical period considering the updated series of Affluent Natural Energies. The survey results indicate that there was a change in the critical period of the SIN, now comprising the interval between April 2016 and November 2021. It was also found that the critical period of the four subsystems of the SIN (South, Southeast/Midwest, Northeast and North) are different between them, showing the hydrological diversities within the country Together with these results, we note a decrease of 1,698.03 MWavg in firm energy in the SIN, corresponding to a loss of 2.82%. Thus, when apportioning the firm energy between the hydroelectric plants, the plants in the southern region were the ones that had the most increase in their EF. On the contrary, the state of Minas Gerais was the most affected by the loss of EF with the alteration of the PC of the SIN. It is important to point out that most of the UHE's with regularization capacity showed changes greater than 6% in the value of their EF, thus evidencing the impact of the alteration of the PC in the Brazilian electrical system