A disparada da sobretensão na Coreia do Sul expõe lacunas na preparação da rede para a energia solar

78 instalações de energia ultrapassaram os limites de tensão em 2025

A Coreia do Sul registrou tensão excessiva em 78 importantes instalações de transmissão e subestações em 2025, ante quatro em 2021, à medida que a expansão da geração solar reduz a operação de geradores convencionais, que também ajudam a manter a estabilidade da rede. O aumento coloca nova pressão sobre as autoridades do setor elétrico para substituir os serviços de controle de tensão prestados por esses geradores, modernizar os equipamentos solares e remunerar funções que atualmente não são compensadas pelo mercado de eletricidade.

Dados da Korea Power Exchange enviados ao gabinete do deputado Lee Jong-bae mostram que o número de instalações afetadas na rede de 345 quilovolts aumentou a cada ano: quatro em 2021, 22 em 2022, 52 em 2023, 61 em 2024 e 78 em 2025. O número mais recente é 19,5 vezes superior ao inicial, considerando cinco contagens anuais ao longo de quatro anos.

Dados operacionais mais detalhados também apontam problemas de tensão recorrentes e prolongados. Enquanto isso, a aquisição de equipamentos pode levar até três anos, e as autoridades do setor elétrico não têm um quadro completo de quanta geração renovável instalada consegue dar suporte ativo à tensão ou permanecer conectada durante perturbações.

A Coreia do Sul já começou a buscar soluções técnicas. Na ilha de Jeju, a Korea Electric Power Corporation, ou KEPCO, trabalha com a ABB em uma máquina rotativa projetada para dar suporte tanto à tensão quanto à frequência, com entrada em operação prevista para o fim de 2026. Melhorias mais amplas nos inversores se estendem até 2029, enquanto outro programa de equipamentos rotativos de suporte vai até 2034.

O desafio imediato é compatibilizar esses cronogramas de construção e modernização com condições operacionais que já estão mudando. Ao meio-dia de 29 de março de 2026, a energia solar fornecia cerca de 25,2 gigawatts, ou 44,5% da geração, enquanto o carvão fornecia cerca de 6,1 gigawatts, segundo dados da Korea Power Exchange. Naquele momento, a geração solar era mais de quatro vezes superior à geração a carvão.

Por que mais energia solar muda o controle da tensão

Tensão é a pressão elétrica que movimenta a eletricidade pela rede. Os equipamentos precisam que ela permaneça dentro de uma faixa controlada. A frequência mede o ritmo da corrente alternada. Ambas exigem gerenciamento constante, mas os equipamentos e as medidas necessários para controlá-las são diferentes.

Usinas a carvão e a gás natural liquefeito usam geradores síncronos, máquinas rotativas que giram em sincronia com a frequência elétrica da rede. Além de produzir eletricidade, elas podem fornecer ou absorver potência reativa, uma troca elétrica que ajuda a controlar a tensão.

A potência reativa sustenta as condições elétricas necessárias para transportar energia útil pelo sistema. O excesso ou a falta dela em determinada área pode fazer a tensão sair da faixa desejada. Em períodos de baixa demanda de eletricidade, as linhas de transmissão podem contribuir para o aumento da tensão, o que exige equipamentos capazes de absorver potência reativa.

A geração solar altera o equilíbrio operacional. Quando a luz solar fornece mais eletricidade, as usinas convencionais podem reduzir a produção ou parar para manter a oferta total compatível com o consumo. Um gerador desligado também elimina parte do suporte à tensão que essa máquina fornecia.

Baek Cheol-woo, professor da Universidade Feminina Duksung, atribui grande parte do aumento recente da sobretensão às paradas mais frequentes de geradores. Segundo ele, o aumento da tensão de transmissão já ocorreu antes, mas a menor quantidade de geradores convencionais em operação dificulta o controle.

Os inversores solares, que convertem a corrente contínua produzida pelos painéis em corrente alternada para a rede, também podem dar suporte à tensão quando são equipados e operados para isso. O desafio da Coreia do Sul, portanto, envolve tanto a instalação de equipamentos dedicados quanto o melhor aproveitamento dos geradores renováveis já conectados.

Eventos recorrentes revelam pressão além da contagem de instalações

O número 78 corresponde às instalações afetadas. Os registros operacionais contabilizam eventos repetidos de tensão e as horas acumuladas em diferentes locais, oferecendo um quadro mais detalhado da pressão sobre a rede.

Números atribuídos a um relatório de desempenho da confiabilidade da rede, divulgado em reuniões consultivas do governo, apontam 582 violações das metas operacionais de tensão em 2025 na rede de 765 quilovolts, 55.265 na rede de 345 quilovolts e 4.943 na rede de 154 quilovolts.

O mesmo levantamento apresenta 55.526 como total de sobretensões na rede de 345 quilovolts, enquanto a tabela de violações das metas registra 55.265. A divulgação parlamentar da KEPCO citou aproximadamente 55 mil. Portanto, há uma divergência nos totais exatos, embora todos indiquem uma contagem anual superior a 55 mil.

A série de eventos registra 18.753 casos em 2023, 36.717 em 2024 e 55.526 em 2025, quase triplicando em dois anos. O tempo acumulado associado a sobretensões com duração superior a uma hora aumentou de 13.174 horas em 2024 para 21.396 horas em 2025, alta de cerca de 62%. Essas horas são acumuladas entre as instalações. Tensões acima de 366 quilovolts corresponderam a 70 horas.

Os números também usam referências de tensão diferentes. A contagem de instalações considera uma faixa permitida de 5% acima ou abaixo de 345 quilovolts, aproximadamente de 327,75 a 362,25 quilovolts. O relatório operacional usa uma meta mais estreita, de 336 a 360 quilovolts. Uma meta operacional prevê intervenção antes que a tensão alcance os limites mais amplos permitidos.

As horas de violação da meta foram mais numerosas na subestação de Singajwa, com 3.857 horas, seguida por Sejong, com 3.032, Hwaseong, com 2.676, e Gunsan, com 2.420. Esses locais mostram que o controle da tensão exige atenção em várias regiões, inclusive em áreas que atendem grandes centros de consumo.

Um modelo da rede coreana explica a pressão geográfica

Pesquisadores responsáveis pelo estudo acadêmico KPG 193 study identificam problemas emergentes de sobretensão no sudoeste da Coreia do Sul, onde as instalações solares estão concentradas e a rede de transmissão é relativamente fraca.

O modelo sintético, desenvolvido com base em dados públicos, contém 193 pontos de conexão elétrica, chamados barramentos, 123 geradores e 407 linhas de transmissão. Inclui 23,75 gigawatts de capacidade solar, cerca de 18% da capacidade total de geração de 134,49 gigawatts. A capacidade mede a produção potencial, enquanto os números de 29 de março descrevem a eletricidade efetivamente gerada em um momento específico.

Uma simulação baseada nas condições das 13h de 22 de julho de 2022, dia de pico da demanda no verão, situa cerca de 40% da demanda de eletricidade na região metropolitana. Grandes usinas a carvão e nucleares se concentram no litoral, e usinas no leste transmitem eletricidade por mais de 200 quilômetros em direção à região da capital.

Consequentemente, a Coreia do Sul precisa gerenciar tanto grandes transferências em direção ao principal centro de demanda quanto as condições locais de tensão em áreas com geração concentrada. A concentração de energia solar no sudoeste cria um desafio operacional diferente das longas rotas de transmissão costeiras.

Os pesquisadores desenvolveram o KPG 193 como uma plataforma simplificada de testes. Equipamentos reais da rede, incluindo capacitores em derivação, compensadores síncronos estáticos e transformadores com ajustes de tensão reguláveis, foram omitidos. Informações detalhadas sobre a rede também são restritas, por isso o modelo agrupa instalações com base nas áreas regionais de atendimento da KEPCO e em dados cartográficos públicos.

O estudo oferece uma forma de testar como geração, demanda e geografia interagem. Seu desenho também mostra por que o planejamento exige simulações detalhadas que incluam os equipamentos de controle de tensão instalados em cada local.

A maioria das conexões renováveis está nas redes locais

Dados da KEPCO apresentados durante a análise parlamentar mostram que as redes de distribuição concentram 30,7 gigawatts dos 41,1 gigawatts de capacidade de conexão de energia renovável da Coreia do Sul, aproximadamente 75%. Em número de conexões, 99% usam essas redes locais, que fornecem eletricidade a residências e empresas.

A KEPCO afirma que os inversores de distribuição operam com fator de potência fixo de 1,0. Em termos simples, essa configuração prioriza o fornecimento de potência útil sem trocar potência reativa para controlar a tensão. Inversores capazes de ajustar a potência reativa precisam de configurações adequadas e instruções operacionais para executar essa função.

Desde 2020, as regras de instalação de equipamentos de geração renovável exigem capacidade de controle de tensão. As autoridades, no entanto, ainda não determinaram o estado real de aplicação e operação dessas funções em mais de 30 gigawatts de equipamentos instalados. A falta desse inventário também afeta decisões sobre modernizações, custos e instruções operacionais.

Song Seung-ho, professor de engenharia elétrica da Universidade Kwangwoon, defende que geradores renováveis participem do controle da potência reativa como integrantes do sistema elétrico. Ele também pede mais simulações e pessoal especializado, além da seleção de equipamentos de acordo com as condições da rede.

Jeon Young-hwan, professor da Universidade Hongik, propõe o uso de compensadores síncronos para reforçar a rede e de STATCOMs para controlar a tensão onde seja difícil melhorar imediatamente os inversores existentes. Ambas as soluções buscam fornecer o suporte que os geradores convencionais ofereciam enquanto produziam eletricidade.

Manter a conexão durante uma perturbação

As modernizações dos inversores também precisam lidar com o que acontece quando a tensão ou a frequência sai brevemente das condições normais. Dispositivos de proteção podem desconectar equipamentos para evitar danos. Se muitos geradores se desconectarem ao mesmo tempo, a perda súbita de oferta pode agravar a perturbação.

Os planos da KEPCO abrangem funções conhecidas como LVRT, LFRT e HVRT. Elas permitem que os equipamentos continuem operando durante períodos específicos de baixa tensão, frequência anormal ou alta tensão. Configurações adequadas para alta tensão também podem permitir que um inversor absorva potência reativa sem se desconectar.

O presidente da KEPCO, Kim Dong-cheol, descreveu a cobertura existente e a expansão planejada durante a análise parlamentar:

Garantimos desempenho de operação contínua para instalações de 90 quilowatts (kW) ou mais e planejamos ampliar a cobertura para instalações de 20 kW ou mais.

A KEPCO afirma que está promovendo melhorias que abrangem essas funções até 2029 e planeja instalar compensadores síncronos até 2034 para garantir inércia. Inércia é a energia armazenada em máquinas rotativas que desacelera uma mudança súbita na frequência da rede, dando tempo para que outros controles respondam.

O deputado Kim Juyoung também solicitou verificações dos esquemas de desligamento de emergência. O corte de carga por subfrequência desconecta circuitos de consumidores selecionados quando a oferta de eletricidade é insuficiente e a frequência cai a níveis perigosos. Um circuito com geradores solares pode reduzir menos a demanda líquida do que o esperado, pois sua desconexão retira tanto os consumidores de eletricidade quanto a geração local.

Kim citou uma avaliação de um painel de especialistas da ENTSO-E sobre o apagão de abril de 2025 na Espanha e em Portugal, que identificou a sobretensão como causa direta em uma cadeia envolvendo 14 fatores. A operação com fator de potência fixo e as desconexões sucessivas de sistemas solares estavam entre os fatores apontados como agravantes do aumento da tensão.

Centros de IA provocam variações bruscas na demanda

Os centros de dados de IA apresentam outro desafio operacional: o consumo de eletricidade pode mudar rapidamente à medida que grandes quantidades de processadores gráficos alternam entre cálculos e troca de dados.

Baek estima que a demanda em um grande centro de treinamento de IA pode variar de 30% a 40% em pouco tempo. Em um centro que consuma um gigawatt, isso representaria uma variação de 300 a 400 megawatts.

Um incidente ocorrido em julho de 2024 na Virgínia ilustra o efeito de uma queda súbita na demanda. Segundo um relato atribuído à North American Electric Reliability Corporation, uma falha de transmissão provocou uma breve queda de tensão, acionando os sistemas de proteção de centros de dados. Cerca de 1.500 megawatts de demanda foram desconectados, após o que a tensão subiu para 107% do nível normal. Não houve um apagão generalizado.

O Ministério do Clima, Energia e Meio Ambiente da Coreia do Sul criou um grupo de estudos em agosto de 2026 para desenvolver requisitos de conexão à rede e de operação para centros de dados de IA. Requisitos detalhados para lidar com mudanças rápidas na demanda e desconexões de proteção ainda estavam em elaboração.

Por isso, as configurações de proteção da geração e do consumo precisam ser coordenadas. Uma grande desconexão solar elimina oferta de repente; a desconexão de um grande centro de dados elimina demanda de repente. Em ambos os casos, a rede precisa se ajustar rapidamente.

Equipamentos estão previstos, mas entrega e remuneração atrasam

Compensadores síncronos e STATCOMs estão incluídos no 11º plano de longo prazo da Coreia do Sul para instalações de transmissão e subestações, mas as instalações ainda não foram concluídas. Um compensador síncrono é uma máquina rotativa que dá suporte à rede sem gerar eletricidade para venda. Um STATCOM usa eletrônica de potência para ajustar rapidamente a potência reativa e controlar a tensão.

Os equipamentos existentes também estão sob pressão. Números atribuídos ao relatório de confiabilidade da rede indicam que a capacidade de compensação de tensão indisponível por falhas, incluindo reatores em derivação e STATCOMs, chegou a 3.500 megavolt-ampères reativos em 2025, cerca de três vezes o nível de 2024. Reatores em derivação absorvem potência reativa para conter aumentos de tensão, sobretudo quando as linhas de transmissão estão pouco carregadas.

A KEPCO afirma que os prazos de aquisição de equipamentos de compensação aumentaram de cerca de um ano para até três anos, enquanto fabricantes nacionais também atendem a encomendas do exterior. Os cronogramas de reparo e expansão precisam, portanto, considerar esperas mais longas.

O mercado de eletricidade impõe outra limitação: os serviços de controle da potência reativa não são remunerados separadamente. Uma máquina construída principalmente para regular a tensão não tem vendas convencionais de eletricidade que justifiquem seu investimento.

Yoo Seung-hoon, professor da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul, defende que os formuladores de políticas incluam investimentos em equipamentos como STATCOMs ao avaliar os custos da energia renovável. Lee Jong-bae pede regras que mantenham a expansão das fontes renováveis alinhada à estabilidade da tensão, da frequência e da qualidade da eletricidade.

As decisões práticas envolvem definir quem paga, quais inversores existentes precisam de modernização, onde novas máquinas trariam maior benefício e com que rapidez elas podem ser entregues. As metas de construção, por si só, não concluem o trabalho operacional: os equipamentos precisam ser conectados, testados e disponibilizados.

Jeju oferece um projeto concreto e um prazo definido

A KEPCO e a ABB assinaram um memorando de entendimento para instalar o primeiro compensador síncrono da Coreia do Sul acoplado a um volante de inércia para oferecer alta inércia. O anúncio do projeto da ABB em Jeju prevê instalar a máquina perto da estação de corrente contínua de alta tensão no norte da ilha, onde um cabo submarino conecta Jeju ao continente.

A unidade tem potência nominal de 50 megavolt-ampères reativos para suporte à tensão e quase 500 megawatts-segundo de energia rotacional armazenada. O volante acrescenta massa rotativa, aumentando a energia disponível para desacelerar mudanças súbitas de frequência. A ABB está projetando e fabricando o sistema na Suécia, com operação prevista até o fim de 2026.

Jeju, onde vivem cerca de 670 mil pessoas, pretende alcançar emissões líquidas zero até 2035 por meio de energia renovável e hidrogênio limpo. O projeto oferece a essa transição uma infraestrutura de suporte concreta e uma meta próxima para o início das operações.

As principais datas mostram como as pressões operacionais se sobrepõem às respostas planejadas:

• 2021 a 2025: o número de instalações que ultrapassaram os limites de tensão aumentou de quatro para 78.
• Julho de 2024: uma perturbação na Virgínia desconectou aproximadamente 1.500 megawatts de demanda de centros de dados.
• 29 de março de 2026: a energia solar forneceu 44,5% da geração sul-coreana ao meio-dia.
• Fim de 2026: está prevista a entrada em operação do compensador síncrono com volante de inércia de Jeju.
• 2029: o programa de melhoria do desempenho dos inversores da KEPCO vai até esse ano.
• 2034: a KEPCO planeja instalar compensadores síncronos para garantir inércia.

Principais pontos

• A Coreia do Sul registrou sobretensão em 78 instalações importantes em 2025, ante quatro em 2021.
• O aumento da geração solar reduz a operação de geradores convencionais que também dão suporte à tensão.
• As redes de distribuição concentram cerca de 75% da capacidade de conexão renovável, o que torna as configurações e o desempenho dos inversores centrais para a estabilidade da rede.
• As autoridades precisam de um inventário completo das capacidades dos inversores instalados, enquanto a entrega de equipamentos pode levar até três anos.
• A entrada em operação do novo compensador síncrono de Jeju está prevista para o fim de 2026; melhorias mais amplas se estendem até 2029 e 2034.