O modelo CONFINT tem como objetivo realizar a avaliação da confiabilidade de sistemas interligados de grande porte, com predominância hidroelétrica, considerando saídas forçadas e manutenções programadas de unidades geradoras, perda de potência por deplecionamento dos reservatórios, falhas e limites de capacidade nos intercâmbios de potência entre os diversos subsistemas ou regiões interligadas, além da curva de carga do sistema. Permite também a definição de margens de reserva de potência e o cálculo da carga crítica de potência do sistema, isto é, a maior demanda de potência que o sistema consegue atender, segundo um critério de suprimento de potência. Adicionalmente, fornece indicação de localização e capacidade de geração térmica adicional e/ou reforços de interligações de modo a eliminar eventuais déficits de potência.
No CONFINT, o sistema de potência é representado por um modelo de fluxo linear em redes com arcos capacitados, onde os subsistemas são representados por nós, e as interligações entre eles são representadas por arcos que ligam estes nós. A geração de cada subsistema é modelada como um arco chegando ao nó, proveniente do nó “fonte” S. Por sua vez, a demanda de cada subsistema é representada por um arco que deixa o nó associado ao subsistema e entra no nó “sumidouro” T.
A análise de adequação dos estados do sistema é realizada por meio da resolução de um problema especial de programação linear, utilizando o Teorema do Fluxo Máximo – Corte Mínimo. Os estados do sistema avaliados pelo modelo CONFINT são compostos por:
Os índices de confiabilidade são calculados analiticamente pelo método de Integração Direta ou por simulação estocástica (simulação Monte Carlo). Este programa calcula um conjunto amplo de índices de confiabilidade, tais como:
Estes índices são calculados para o sistema interligado, para cada subsistema (ou área), para o sistema “barra única” (sem considerar a rede de transmissão – fornecendo índices de adequação da capacidade de geração), para cada patamar da curva de carga considerada, e para o mês/semana do horizonte de estudo.
Adicionalmente, o modelo CONFINT calcula índices de sensibilidades por subsistema e para as interligações, que formam os custos marginais de potência, bastante úteis para identificar a necessidade de reforços no sistema de geração e nas interligações.
O CONFINT engloba ainda um módulo de modelagem da curva de carga – o programa MODCAR, que, a partir de uma curva de carga cronológica com qualquer discretização temporal, realiza a sua agregação em um número especificado ou em diversos agrupamentos (níveis, classes ou patamares). Além de prover uma curva de carga cronológica e agregada, o programa fornece outros parâmetros necessários para estudos de confiabilidade pelo método da frequência e duração, tais como probabilidade de ocorrência de cada patamar de carga e o diagrama de transição (diagrama de Markov) da curva de carga, representada pelas taxas de transição entre os diversos patamares de carga.
O Programa MODCAR é utilizado para a redefinição periódica dos patamares de carga de energia utilizados no planejamento da expansão e da operação do Sistema Interligado Nacional e no cômputo dos preços de liquidação das diferenças – PLDs. A metodologia utilizada neste processo se baseia na combinação de técnicas estatísticas de análise de agrupamentos e na análise exploratória de dados (EDA), e compreende os seguintes passos:
O CONFINT também dispõe de ferramentas para a avaliação do novo critério geral de garantia de suprimento para aferição da adequabilidade do atendimento à potência do Sistema Interligado Nacional (SIN), definido em 2019 pelo Conselho Nacional de Política Energética – CNPE. Esse critério é composto pelas seguintes métricas, definidas pelo Ministério de Minas e Energia – MME: o risco explícito de insuficiência de oferta de potência (LOLP), calculado em base anual, limitado a 5% para o SIN; e o valor esperado de insuficiência da oferta de potência (PNS – Potência Não Suprida), condicionado ao nível de confiança de 95%, CVaR95%(PNS), calculado em base mensal, limitado a 5% da demanda máxima instantânea do SIN.
Para auxiliar tal avaliação, o CONFINT calcula a LOLP anual e média mensal e o CVaRa%(PNS) mensal, anual e médio mensal para um nível de confiança a definido pelo usuário. A métrica CVaR é apresentada em percentual da demanda máxima e em MW. Adicionalmente, são disponibilizados os índices LOLE, EPNS, EENS anuais e médios mensais e o CVaRa%(ENS – Energia Não Suprida) mensal, anual e médio mensal.
O programa CONFINT dispõe de interface gráfica (sistema ENCAD) que permite: importação e exportação dos dados de entrada de um caso já existente; edição dos dados de forma mais amigável; execução automática do programa CONFINT; e visualização de gráficos e relatórios de saída em formatos texto.
Tela de dados de usinas hidrelétricas (esquerda) e gráfico do índice LOLP (direita).
Finalmente, cabe destacar que o CONFINT é desenvolvido com a colaboração das empresas Eletrobras e com a contribuição de instituições de ensino, com as quais o Cepel desenvolve trabalhos de mestrado e de doutorado sobre as metodologias utilizadas pelo programa. Toda a sua metodologia se encontra documentada em seus manuais e em diversas publicações nacionais e internacionais.
