Falhas de Energia

​

1. Análise das diversas falhas de energia
2. Reacções
• Perguntas do Público
• Das organizações
3. Impacto no público das falhas de energia
4. Acções Futuras
• Ordenadas por incidente
• Classificadas em:
• Novas
• Continuação de acções em curso

​

1

1. Análise das diversas falhas de energia

2

Blackouts em Análise

• 26/Jun- Cortes controlados de consumos em Itália
• 02/Ago- Sul de Portugal
• 14/Ago- E.U.A. e Canadá
• 23/Ago- Helsínquia
• 28/Ago- Londres
• 23/Set- Sul da Suécia e Zelândia (Ilha de Copenhaga)
• 28/Set- Itália

3

Análise: 26/Jun- Cortes controlados de consumos em Itália

• Pico histórico em 25/Jun: 52000 MW, 1052 GWh
• Causa principal: temperaturas muito elevadas com caudais reduzidos, consumo muito alto, potência disponível reduzida por limitações ecológicas nos aumentos de temperatura provocados pelos condensadores das centrais
• Usaram contratos de interruptibilidade (400 MW) e reduziram tensão 3%
• Cortaram rotativamente 1500 MW durante 90 minutos, o que quer dizer que cada corte foi ligeiramente maior que o incidente de 09/Mai/2000
• Discussão pública sobre significado de “Blackout”; media consideravam que tinha havido Blackouts sucessivos, GRTN que houvera cortes controlados de consumos
• Quando o volume de corte é muito grande, mesmo que o sistema global (neste caso o italiano) sobreviva, a procura de culpados é inevitável
• A gestão de topo terminara o mandato em Abril e o governo nomeou nova equipa

4

Análise: 02/Ago- Sul de Portugal

• A Energia não fornecida é um factor importante mas insuficiente para avaliar o impacto de uma falha:
• 9/Mai/2000: ~2000 MWh não fornecidos, impacto enorme com direito a cartoon de grandes dimensões na primeira página do jornal DN e ainda hoje temos que ouvir sarcasmos sobre a cegonha
• 2/Ago/2003: ~800 MWh não fornecidos, na mesma ordem de grandeza, embora um pouco menos de metade, assunto teve referência breve nos telejornais da noite mas nem uma linha no jornal DN no dia 3/Ago!

​

5

Análise: 02/Ago- Sul de Portugal

• Vários factores importantes em comparação com 9/Mai:
• O país estava sob uma vaga de incêndios e a capacidade dos media estava saturada com a respectiva cobertura
• A hora de ocorrência foi mais favorável (tarde em vez de noite)
• Áreas metropolitanas não foram atingidas
• Contacto com os media foram adequados
• Omissões:
• Ninguém perguntou porque se tinham construído as linhas tão próximas uma da outra

​

6

Análise: 14/Ago- EUA e Canadá

• Cerca de 50 milhões de pessoas afectadas, perda de 70000 MW de consumo
• Disparo de linha por contacto com árvore às 15:05 (carga da linha era 43,5% do máximo); evento passou despercebido porque o SCADA não estava a emitir alarmes (desde as 14:14); perdida a segurança n-1
• O MISO (Midwest ISO) tinha o Estimador de Estado inoperacional porque estava aberta uma linha que fazia parte do modelo da rede mas cujo estado não era adquirido em tempo real
• Mais 2 disparos de linhas por contacto com árvores, às 15:32 e às 15:41, cujo trânsito aumentara mas estava abaixo do máximo (87,5% e 82->120%: restavam 10 minutos)
• Só às 15:42 os operadores se aperceberam de que havia problemas, pelos telefonemas que receberam
• Das 15:39 às 16:05 perda de linhas nos 138 kV, de consumos e de geração por tensão baixa; cascata de disparos de 16:05 - 16:13
• Os colapsos de tensão foram uma consequência e não a causa, durante a cascata, que foi causada por sobrecargas de linhas e oscilações de potência

​

7

Análise: 14/Ago- EUA e Canadá

8

Condições afectando a fiabilidade (do relatório americano):

Análise: 14/Ago- EUA e Canadá

Causas principais do evento (do relatório americano):

1. Causas comuns com incidentes anteriores

• Gestão inadequada da vegetação
• Incapacidade de assegurar a operação dentro dos limites de segurança
• Incapacidade de identificar situações de emergência e de as participar aos sistemas vizinhos
• Treino inadequado dos operadores
• Visibilidade inadequada ao nível regional do siestema

2. Novos factores

• Visibilidade interregional do sistema inadequada
• Mau funcionamento de um sistema SCADA/EMS de uma área de controlo
• Falta de backup desse sistema

​

9

10

11

12

13

Extensão da rede UCTE é comparável à “Eastern Interconnection”

14

Extensão do apagão nos EUA é bastante maior que a Itália mas...

15

Se considerarmos a densidade populacional da Europa...

16

e a densidade populacional da América do Norte...

17

e ignorarmos a parte inabitada do Ontario ...

18

A diferença não é muito grande

19

Porém, a área onde houve centrais afectadas é muito maior

20

21

22

23

24

Footprints of Reliability Coordinators in Midwest

25

Análise: 14/Ago- EUA e Canadá

Causas a montante

• Excessivo número de áreas de controlo, recursos insuficientes para cada centro
• Mais difícil para evitar incidentes
• Mais difícil a reposição (mais de 24 horas!)
• Situação pouco consolidada dos Operadores Regionais
• A função transporte, sendo uma área de monopólio natural, tende a ser menosprezada num ambiente de mercado:
• ausência de investimentos em novas linhas
• recursos humanos inadequados para suporte aos despachos sendo frequentes citações de ausência de uso de aplicações EMS, nomeadamente referidas no relatório

26

Análise: 14/Ago- EUA e Canadá

Outras observações

• As centrais nucleares portaram-se bem
• À excepção da geração do Ontário que foi perturbada a grande distância, a densidade da rede afectada parece semelhante à europeia
• A extensão da UCTE à Rússia e da Líbia à Síria, cria um sistema realmente grande
• A extensão da UCTE parece comparável à da Eastern Interconnection embora talvez o comprimento médio das linhas seja menor (dada a densidade populacional consistentemente alta na Europa)

27

Análise: 14/Ago- EUA e Canadá

A visão da Red Electrica de España

​

• Más de 250 empresas transportistas en EE.UU., 3000 de generación y 140 áreas de control
• Las normas y criterios de seguridad de NERC no son de obligado cumplimiento, sino voluntarios
• No hay una coordinación y supervisión única y las normas y criterios de seguridad son diferentes. CARENCIA DE HOMOGENEIDAD Y CONTROL CENTRALIZADO
• Autoridad en materia de regulación en organismos locales más que en NERC y FERC
• En el caso particular del medio oeste de EE.UU., el control de la red se reparte entre las 23 compañías de suministro de la zona, puesto que el operador independiente ,creado en 2002, carece de facultades centralizadas
• FirstEnergy, debe responder a las normas de 3 regiones

​

28

Análise: 23/Ago - Helsínquia

• Num sábado à tarde, toda a cidade, reposição iniciada aos 15 min, finalizada aos 39, algumas falhas após, tudo normal no minuto 71
• Numa subestação do distribuidor (Helsinki Energy) deixaram um seccionador de terra fechado após trabalhos e disseram que podiam enviar tensão
• Protecções não foram suficientemente rápidas na eliminação do curto-circuito trifásico e perturbação propagou-se
• Técnico foi mudado de departamento porque tentou ocultar o erro

29

Análise: 28/Ago - Londres

• Iniciou às 18:20, reposição iniciada às 18:26 e completada (NGC) às 18:57
• Tinham a rede fragilizada devido a manutenção mas segura
• Alarme em transformador obrigou à retirada de serviço e durante a manobra perderam segurança N-1
• Uma protecção mal calibrada (1A em vez de 5A) causou disparo de linha que não estava em sobrecarga
• No princípio de Outubro não tinham descoberto mais nenhuma calibração errada nas 20000 protecções inspeccionadas das 40000 instaladas do mesmo tipo

30

Análise: 28/Ago - Londres

• Impacto no público foi enorme, dado que os transportes foram afectados (metro, combóios e semáforos)
• O comunicado da NGC, começando pela hora de reposição de serviço e terminando referindo os investimentos na rede nos últimos anos parece modelar, bem como o relatório do incidente
• Omissão:
• No extenso relatório não é referida a fragilidade de se ter que prescindir temporariamente da segurança n-1 para retirar um transformador de serviço
• Em Paris existem contudo situações semelhantes
• Admitem que o protocolo de comissionamento poderia ter um texto mais claro em relação à calibração
• A curva de evolução do investimento (fortemente crescente) indicia um subinvestimento anterior

31

Análise: 23/Set - Sul da Suécia e Zelândia (Ilha de Copenhaga)

• Início às 12:35, quase reposto às 19:00, finalização às 22:00
• 3-4 milhões de pessoas, áreas metropolitanas afectadas
• Pior falha desde há 20 anos

32

3000 MW na Suécia

1850 MW na Dinamarca

Análise: 23/Set - Sul da Suécia e Zelândia

• Falhou uma central nuclear no sul da Suécia
• Passados 5 minutos colapsou um seccionador numa articulação, provocando defeito em ambos os barramentos de uma subestação
• Houve um colapso de tensão que arrastou a Zelândia que estava a exportar
• Zelândia gostaria de se ter isolado mas têm dificuldade em definir condições de separação
• Teoria dominante: ocorreu uma falha que implicaria segurança n-3
• Teoria minoritária: a falha do seccionador, 5 minutos após ter aumentado a corrente que o atravessava, na sequência do disparo da central (embora a corrente fosse inferior à nominal) parece indicar uma relação de causa-efeito

33

Análise: 23/Set - Sul da Suécia e Zelândia

• O impacto no público foi muito grande
• Algumas pessoas estavam surpreendidas pela falha ter ocorrido nesta época do ano (as falhas são mais frequentes durante o mau tempo do inverno)

​

Relatório da Elkraft (TSO da Zelândia):

• A sala de controlo da Elkraft avisou a polícia e depois os media
• Um engenheiro foi destacado para a polícia
• Depois do incidente fizeram um inquérito sobre a satisfação em relação à informação disponibilizada durante o incidente
• A polícia relatou que a pressão sobre a central de emergências diminuiu muito quando se fez o anúncio da falha
• As companhias distribuidoras não estavam satisfeitas

​

34

Análise: 28/Set - Itália

35

Análise: 28/Set - Itália

• 50 milhões de pessoas afectadas, 27000 MW, Domingo
• Disparou uma linha na Suíça às 03:01 por contacto com árvore; religação mal sucedida por ângulo > 42 º
• Suíços solicitaram à Itália que corrigissem importação (que estava 300 MW acima do programado), o que os italianos fizeram em 10 minutos; suíços tomaram outras medidas internas sem sucesso
• Outra linha suíça que entrara em sobrecarga disparou por contacto com árvore
• As outras linhas da Itália com a Europa dispararam devido a colapso de tensão e instabilidade do ângulo
• Produção distribuída agravou problema (1700 MW)
• Paragem de bombas e deslastre frequencimétrico foram insuficientes devido à perda de 21 centrais (de 50)
• Reposição concluída ~ 19:00 (muito mais rápido do que nos EUA)

​

36

Análise: 28/Set - Itália

• Muita acrimónia entre os TSOs porque:
• A Itália tinha mais do que condições para reduzir a importação
• A ETRANS não comunicou prontamente o incidente aos outros TSOs
• A ETRANS enviou um fax às 09:00 ao GRTN embora alegue que fez várias tentativas prévias (é estranho ter enviado às 09:00…)
• Não há dúvida que a qualidade da comunicação entre a ETRANS e o GRTN não era suficiente para assegurar a a reposição da segurança n-1 (reposição não podia ser assegurada com meios exclusivamente suíços)
• Conjectura pessoal: os despachantes da ETRANS devem ter uma pressão excessiva das 7 companhias suíças para não alterar os programas das interligações

37

Análise: 28/Set - Itália

O grupo que elaborou o relatório reconhece a necessidade de analisar o que se passou no resto da rede UCTE

• Por exemplo falta analisar:
• As comunicações (ou a falta delas) entre TSOs (no relatório americano este tópico é muito detalhado)
• A lentidão na correcção do desvio de frequência de 240 mHz (cerca de uma hora):
• A Espanha recebeu 1000 MW, passando 100 MW para Portugal e 200 MW para Marrocos (que se queixou na reunião da IESOE)
• O AGC espanhol passou ao modo frequência e as interligações E-F estiveram quase a atingir o máximo
• A França diz que reduziu geração prontamente
• A Alemanha diz o mesmo
• Porque demorou então tanto tempo?

38

2. Reacções

39

Reacções – Perguntas do Público

• O nosso sistema é do terceiro mundo?
• Pode acontecer no nosso sistema?
• Foi a organização do sistema?
• Há mercado a mais?
• Há mercado a menos?
• São precisas novas leis / regulamentos?
• É preciso maior obrigatoriedade para as regras?
• Quais as penalidades a aplicar?
• Tem havido investimento em níveis adequados?
• Como conseguir autorizações mais expeditas?
• É preciso mais investigação no sector eléctrico?

​

40

Reacções – Comentários às perguntas

• Os engenheiros americanos dizem agora nos congressos que o sistema americano não é do 3º mundo
• O “tie” nos EUA no consumidor final seria inferior a duas horas por ano (o que é melhor do que as 4 h de Portugal)
• O apagão nos EUA/Canadá só indirectamente pode ser atribuído ao mercado, ao reduzir a importância da Rede de Transporte (parte monopolista do sistema)
• A situação de importação permanente da Itália foi criada por empresas verticais: a EDF teve um programa nuclear para satisfazer consumos que não se verificaram e a ENEL tinha dificuldades em construir centrais em Itália

​

41

Reacções das Organizações

Ao incidente dos EUA e Canadá

​

• Políticos dos EUA / Canadá
• Apressar a aprovação duma Electricity Bill, eventualmente separando a parte que trata das infraestruturas de transporte
• Comissão Europeia
• Excessivamente optimista em relação às vantagens da organização do sector na Europa, face à da América…
• Contudo a organização europeia possibilitou uma reposição muito mais rápida do serviço

​

42

Reacções das Organizações

Ao incidente dos EUA e Canadá

• ETSO
• Não se pode excluir possibilidade na Europa mas é pouco provável porque não existem trânsitos de grandes quantidades de energia a grandes distâncias (na realidade não foram estes factores que causaram o apagão embora tenham amplificado as suas consequências)
• Importância de estabelecer “Locational Signals” e de não abusar de trânsitos elevados
• UCTE
• Extensões da rede actual da UCTE à Rússia e à Líbia são perigosas
• É preciso maior “enforcement” das regras entre TSOs

43

Reacções das Organizações

Ao incidente dos EUA e Canadá

• EPRI (Electrical Power Research Institute)
• A indústria eléctrica gasta pouco na investigação

​

44

Top Ten:

Eng. & Mgt Services

Computers

Drugs & Meds

Communications Equipment

Instruments

Electronics

Healthcare

Measurement

Amusement

TeleCom

Reacções das Organizações

Ao incidente da Itália

• UCTE
• Extensões da rede actual da UCTE à Rússia e à Líbia são perigosas (leitmotiv)
• É preciso maior “enforcement” das regras entre TSOs
• É preciso conhecer melhor o que se passa no vizinho
• Não oficial: conhecer melhor o que se passa no vizinho não resolve problema se não se souber quem faz o quê
• RTE (não oficial)
• Considerar substituição da ETRANS no seu papel na UCTE

​

45

3. Impacto no público das falhas de energia

46

Factores Relevantes na Avaliação do Impacto

• Altura do dia/noite em que ocorreu
• Perturbações nas grandes cidades ( transportes colectivos agravam muito, perturbação persiste após reposição do serviço)
• Volume da Energia não Fornecida (não é tudo mas é muito importante)
• Número de pessoas afectadas
• Duração do período em que foram afectadas
• Natureza da origem do incidente
• Apresentação do facto aos meios de comunicação social
• Coincidência com eventos mediáticos (ex: Euro 2004!)

47

Classificação dos períodos em dia útil

48

Perturbações nas grandes cidades

• Transportes Colectivos de grandes volumes são os mais afectados (combóios, metro, eleéctricos)
• Semáforos
• Elevadores
• Infraestrutura informática dos serviços (em dias de calor, quando a electricidade é reposta, pode não haver condições ambientais para os computadores)
• Iluminação Pública
• Telecomunicações podem não ter redundância

49

Volume da Energia não Fornecida

• Número de pessoas afectadas
• De uma forma geral a estrutura da rede é feita para minimizar o número de pessoas afectadas, sendo mais redundante nas alimentações das grandes cidades
• Os riscos que o GS toma também têm este factor em consideração

​

• Duração do período em que foram afectadas
• Depende no que à REN diz respeito:
• Do desempenho do GS durante a reposição
• Do desempenho dos sistemas de telecomando e de controlo local
• Do desempenho da Rede de Telecomunicações de Segurança
• Da política de peças de reserva
• Da capacidade de intervenção para fazer reparações
• Da existência de linhas sobressalentes

50

Natureza da origem do incidente

• As causas naturais são melhor aceites do que as técnicas onde se presume existir um maior controlo:
• Incêndios
• Tempestades (vento, neve, inundações, …, conforme referido pelos escandinavos no incidente de Setembro)
• Embora exista uma compreensão inicial esta vai-se esgotando à medida que o tempo passa

51

Apresentação do facto aos meios de comunicação social

​

• Deve-se considerar a comunicação da iminência de crise, mesmo que ela não venha a ocorrer
• É essencial uma comunicação tão cedo quanto possível, mesmo no desconhecimento das causas do incidente
• Existe um balanço muito delicado na escolha do grau de detalhe a fornecer
• É muito importante fornecer previsões sobre a reposição do serviço
• Será de fazer uma apresentação aos meios de comunicação social sobre estes apagões?

52

Coincidência com eventos mediáticos

​

• Deverão ser tomadas precauções especiais nesses eventos como, por exemplo, o Euro 2004 (no nosso caso, o plano de indisponibilidades considerou o evento)

​

53

4. Acções Futuras

54

Acções Futuras

1. Apresentadas pela ordem cronológica dos incidentes
2. Classificadas em:
• Novas
• Continuação de acções em curso

55

Acções futuras

• Itália, 26/Jun
• Deve haver uma preparação cuidadosa dos media para os cortes de energia; devem ser envolvidos antes da ocorrência, correndo embora o risco de mediatizar algo que pode vir a não acontecer
• Incluir no protocolo REN-EDIS a redução de tensão prévia ao corte de consumos:
• a redução deverá ser tão próxima do consumidor final quanto possível, em princípio não afectando as tensões da RNT
• A EDIS tem usado esta técnica mas apenas para resolver problemas para transformadores em sobrecarga
• A REN contactou a EDIS neste sentido, irão verificar impactos em diversas redes e complexidade de uma manobra generalizada

56

Acções futuras

• Sul de Portugal, 02/Ago
• A interligação Alqueva-Balboa continua prioritária
• A existência da central de Alqueva teria minorado a energia não fornecida, esta central é importante para a segurança do abastecimento no sul em caso de incidente
• Dever-se-ia evitar traçados de linhas tais que um mesmo incêndio florestal possa afectar mais do que uma linha; porém, dadas eventuais limitações ambientais, é melhor ter duas linhas próximas em tempo útil, do que só uma ou mesmo nenhuma
• Verificar possibilidade de acções preventivas contra os fogos na vizinhança de subestações, onde a afectação de mais de uma linha por um incêndio é muito provável
• O nosso AGC que bloqueava aos 600 MW de desvio passou a bloquear apenas para os 1000 MW

​

57

Acções futuras

• EUA e Canadá, 14/Ago
• Maior vigilância da fiabilidade do nosso SCADA; em 2003 houve algumas falhas devidas ao “upgrade” do sistema; vamos passar a fazer estatística
• 99,99% de fiabilidade (um número que se fala na NERC actualmente) corresponde a não ter o sistema inactivo mais do que 53 minutos por ano; no teste de aceitação não foi exigida esta fiabilidade mas o sistema era jovem
• Controlo de tensão:
• Com os maiores trânsitos possibilitados pelos uprates, a instalação dos PREs e a necessidade de aumentar a capacidade de interligação, a importância do controlo de tensão vai aumentar

​

58

Acções futuras

• Londres, 28/Ago

​

• Evitar topologias em que para retirar um transformador de serviço seja necessário prescindir da segurança n-1 em instalações futuras (nas actuais o problema não existe)
• A REN deveria instalar painéis de interbarras onde eles não existem; algumas instalações de disjuntor e meio poderiam ser melhoradas

​

59

Acções futuras

• Itália, 28/Set
• Manter bom diálogo com o Despacho de Madrid
• Continuar a prestar atenção ao que se passa nas instalações espanholas (actualmente algumas linhas espanholas estão na nossa lista de contingências; abertura de algumas linhas acciona alarme no Despacho)
• como a REE vai deixar de enviar o equivalente externo horário vamos adquirir informação sobre mais subestações espanholas
• Prestar mais atenção ao controlo de tensão, dado o risco acrescido devido ao aumento dos trânsitos
• Continuar a instalação do deslastre frequencimétrico
• Melhorar situação do nosso Blackstart (arranque autónomo)

​

60

Acções futuras

• Itália, 28/Set
• Minorar sensibilidade quer às cavas de tensão quer às frequências baixas
• da produção distribuída
• dos PREs ligados à MAT
• Manter Rede de Comunicações de Segurança (insourcing)
• Passar a verificar ângulo após contingência na VTP (Verificação Técnica da Programação)

​

61

Acções futuras

• Arranque Autónomo (Blackstart)
• Actualmente existe em CB, CR, TG e TN mas apenas é referido no CAE de TG
• Ensaio no CB em 2003-10-15 (agendado em Maio/2003) revelou algumas necessidades:
• Instalação permanente de um frequencímetro (no teste foi usado um multímetro ligado a uns bornes)
• Repor funcionalidade de modo regulador de frequência (na situação actual terá que ser feito manualmente pelo técnico deslocado)
• Vantagem na instalação de telearranque (programa adicional no autómato da central); esta opção será melhor que estabelecer um regime de disponibilidade
• Assunto a abordar na Comissão Paritária REN-CPPE

​

62

Acções futuras (em curso) - Resumo

• Manter programa de controlo de vegetação, de lavagem de isoladores e de controlo das cegonhas (evitar 1º disparo)
• Monitorar e melhorar fiabilidade do SCADA
• Manter regra de adquirir em tempo real todas as informações usadas pelo estimador de estado
• Melhorar topologias de algumas subestações
• Aumentar vigilância da tensão (PIR: +1000Mvar até 2006)
• Manter diálogo com despacho da REE
• Monitorar instalações espanholas
• Prosseguir instalação do Deslastre frequencimétrico
• Manter Rede de Comunicações de Segurança (insourcing)
• Arranque Autónomo (melhorar situação)

​

• Ler todos os relatórios, que são EXCELENTES

63

Acções futuras (novas) - Resumo

• Preparação prévia dos media para os cortes de energia
• Redução de tensão prévia ao corte de consumos (contactámos EDIS para avaliar impacto)
• Evitar traçados de linhas tais que um mesmo incêndio afecte mais do que uma linha (sempre que possível - ambiente)
• Prevenção contra fogos na vizinhança de subestações
• Minorar sensibilidade PREs a cavas de tensão e de frequência (PR está a tratar deste assunto)
• Passar a verificar ângulo após contingência na VTP (Verificação Técnica da Programação)

​

64

Acções futuras (novas) - Resumo

ALTERAÇÕES ESTRUTURAIS DA RNT

​

• Novos fechos de malha
• Globais: Alqueva - Balboa, Algarve - Huelva
• Regionais ou locais
• Ferro - Castelo Branco
• Valdigem - V.P.Aguiar – Chaves - D.Internacional
• Falagueira – Portalegre – Estremoz – Évora
• “By-passes” e diversificação de origem de ligações:
• Rio Maior, A.Mira, Palmela, Fanhões, Eixo Lindoso-Pedralva-R.d’Ave
• “Divisão” de cargas em subestações com ponta elevada
• R.d’Ave, Canelas, F.Ferro

65