Caso de sucesso: suporte de frequência em centrais de cogeração com a BVT Sweden
Como as centrais de cogeração e de aquecimento urbano podem prestar serviços de suporte de frequência à rede com a válvula de bypass BVT-TB.
A Suécia é um bom exemplo de como o sistema elétrico mudou: de uma produção de base estável para uma geração cada vez mais dependente do clima. Este caso, desenvolvido pela BVT Sweden, fabricante que representamos, mostra como as centrais de cogeração (CHP) e de aquecimento urbano (district heating) podem preparar-se tecnicamente para prestar serviços de suporte de frequência à rede e transformá-los numa nova fonte de receitas.
O ponto de partida
Durante décadas, as centrais hidroelétricas suecas atuaram como um equilibrador rápido e fiável para manter a rede estável a 50 Hz. Com a entrada massiva de renováveis intermitentes e a redução da produção de base, o sistema exige agora mais flexibilidade e tempos de resposta ainda mais curtos do que a hidroeletricidade consegue oferecer.
O que exige o operador da rede
Para garantir a estabilidade do sistema, o operador da rede de transporte sueco Svenska kraftnät introduziu vários serviços de suporte, cada um com requisitos de ativação próprios:
- FFR (Fast Frequency Reserve): medida corretiva perante quedas transitórias de frequência. Ativação completa em 1,3 s a 49,7 Hz, em 1,0 s a 49,6 Hz e em 0,7 s a 49,5 Hz.
- FCR-N: gere as variações normais de frequência. Ativação linear automática quando a frequência se desvia de 50 Hz e ativação completa em 180 s perante desvios de ±0,1 Hz.
- FCR-D: gere os desvios em operação perturbada. Ativação linear automática entre 49,9 e 49,5 Hz (regulação a subir) e entre 50,1 e 50,5 Hz (a descer), com ativação completa em 30 s.
- aFRR: substitui as reservas FCR-N e FCR-D já ativadas. Ativação linear automática e ativação completa em 300 s (5 minutos).
- mFRR: substitui os serviços automáticos e é usado sobretudo para gerir perturbações e sobrecargas na rede de transporte. Ativação completa em 15 minutos.
Para uma central de aquecimento urbano capaz de produzir eletricidade, participar nestes serviços representa uma receita adicional relevante: o mercado sueco ronda atualmente os 3.000–3.500 milhões de coroas suecas (SEK) e prevê-se que continue a crescer.
A solução técnica: a válvula de bypass de turbina
Para se qualificar para estes serviços, a central tem de estar tecnicamente preparada: a produção elétrica deve arrancar ou parar em poucos minutos. Como o meio energético é o vapor, todos os componentes do circuito têm de suportar uma flexibilidade muito maior. O componente mais crítico é a válvula de bypass de turbina, normalmente instalada em paralelo com a turbina a vapor e que alimenta diretamente o condensador do aquecimento urbano.
A válvula de condicionamento de vapor BVT-TB, na versão de rangeabilidade alargada, é um sistema de válvula de controlo preparado para os requisitos mais exigentes do mercado atual:
- Elevada rangeabilidade graças a um duplo sistema de injeção de água de dessobreaquecimento.
- O melhor desempenho do mercado a caudais muito baixos.
- Combina as vantagens dos bicos pulverizadores com mola e dos bicos assistidos por vapor.
- Corpo da válvula totalmente forjado, fabricado na Suécia.
Resultados
A solução da BVT Sweden para o controlo de temperatura a caudais mínimos foi implementada com sucesso em várias centrais de aquecimento urbano. Com ela, as centrais CHP conseguem cumprir os rigorosos requisitos técnicos dos serviços de suporte de frequência e, ao mesmo tempo, maximizar as receitas, reduzir emissões e contribuir para um abastecimento energético mais estável e flexível.
O que se aplica a outras instalações
- Identificar que serviço se ajusta à dinâmica real da central: responder em segundos (FFR, FCR-D) é muito diferente de responder em minutos (aFRR, mFRR).
- Rever todo o circuito de vapor e não apenas a turbina: cada componente tem de tolerar arranques, paragens e mudanças de carga frequentes.
- Dar especial atenção ao bypass de turbina e ao dessobreaquecimento, que devem controlar a temperatura com precisão também a caudais muito baixos.
- Incluir o suporte de frequência como fonte de receita ao avaliar a rentabilidade de uma modernização.
Sobre a BVT Sweden
A BVT Sweden, com sede em Säffle, desenvolve e fabrica válvulas para centrais elétricas de todo o mundo. Projeta e fabrica sistemas de controlo completos e oferece soluções integrais que incluem instalação, cálculo de tubagens e conceção de sistemas. A Tecnovent é o seu distribuidor oficial em Espanha.
Fonte: BVT Sweden – Frequency Support Services
Contacte a TECNOVENT para receber aconselhamento técnico gratuito e personalizado
Perguntas frequentes
O que são os serviços de suporte de frequência?
São serviços contratados pelo operador da rede para manter a frequência em 50 Hz. Na Suécia, a Svenska kraftnät utiliza FFR, FCR-N, FCR-D, aFRR e mFRR, com tempos de ativação que vão de menos de um segundo a 15 minutos.
Porque pode uma central de cogeração participar nestes serviços?
Porque pode modular a sua produção elétrica desviando vapor da turbina para o condensador do aquecimento urbano, desde que o circuito de vapor esteja preparado para mudanças de carga rápidas.
Qual é o componente mais crítico?
A válvula de bypass de turbina, instalada em paralelo com a turbina a vapor. Deve responder com rapidez e controlar a temperatura do vapor com precisão mesmo a caudais muito baixos.
O que oferece a BVT-TB de rangeabilidade alargada?
Duplo sistema de injeção de dessobreaquecimento, o melhor controlo do mercado a baixo caudal, a combinação de bicos com mola e assistidos por vapor, e um corpo totalmente forjado fabricado na Suécia.