Smart grid- Redes inteligentes

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Smart grid- Redes inteligentes

  1. 1. Introdução O surgimento da eletricidade foi uma das maiores invenções do homem. Com ela, foi possível produzir mais, viver melhor e inventar mais coisas. A internet, por exemplo, tem tudo a ver com eletricidade, pois assim como a energia que você recebe em sua casa, ela também chega por meio de redes de transmissão.
  2. 2. O sociólogo Manuel Castells em seu livro Galáxia da Internet, traça uma analogia interessante entre internet e eletricidade, pois para ele “a tecnologia da informação é hoje o que a eletricidade foi na Era Industrial, em razão de sua capacidade de distribuir a força da informação por todo o domínio da atividade humana”. Contudo, as formas de distribuição da Internet evoluíram muito, o que não aconteceu com os métodos de distribuição da energia elétrica.
  3. 3. Resumo D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 6 Definições Por que precisamos de REI? Onde as REI podem nos ajudar? Tecnologias de REI • Advanced Metering Infrastructure (AMI) • Self Healing • Controle Coordenado de Tensão • Microrredes • WAMPAC (PMU) REI no Mundo e no Basil
  4. 4. Redes Elétricas Inteligentes (REI) D.M. Falcão – P Slide 7 Smart Grid (SG) Um conceito É uma rede elétrica com elevada integração de tecnologia de informação, telecomunicações, sensoriamento/medição e automação, de forma a aumentar consideravelmente sua capacidade de atender cenários com fontes intermitentes e distribuídas de energia, altos requisitos de confiabilidade, baixo impacto no meio ambiente e compatível com novos mercados de energia. Fonte: EPRI
  5. 5. O que são os Smart Grid  A lógica da Smart Grid está em uma palavra: inteligência. Isso que dizer que as novas redes serão automatizadas com medidores de qualidade e de consumo de energia em tempo real, ou seja, a sua casa vai conversar com a empresa geradora de energia e, em um futuro próximo, até fornecer eletricidade para ela. A inteligência também será aplicada no combate à ineficiência energética, isto é, a perda de energia ao longo da transmissão.
  6. 6. Porque precisamos de REI? D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 11 Redução de CO2 Redução do consumo (energia) Redução de custos operacionais Confiabilidade e segurança Melhoria da qualidade do serviço Redução de perdas (técnicas e comerciais) Redução da ponta (potência)
  7. 7. Geração de Energia Elétrica no Brasil D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 12
  8. 8. UHE - Usinas Hidrelétricas UTE - Usinas Termelétricas PCH - Pequenas Centrais Hidrelétricas EOL - Usinas Eolioelétricas UTN - Usinas Termonucleares SOL - Fontes Alternativas de Energia CGH - Central Geradora Hidrelétrica
  9. 9. Potencial de Crescimento da Demanda D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 14
  10. 10. OCDE - Organização de Cooperação e de Desenvolvimento Económico As origens da OCDE América remontam a 1960, quando 18 países europeus mais os Estados Unidos e Canadá United States- Estados Unidos da América Brazil-Brasil
  11. 11. Qualidade do Suprimento DEC no Mundo (minutos) D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 16 Estados Unidos 214 Reino Unido 70 França 53 Holanda 29 Japão 6 Singapura 2
  12. 12. Perdas na Distribuição D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 17 o Perdas na Distribuição n Mundo (%) Brasil Rússia Reino Unido China Estados Unidos Japão Coréia do Sul Fonte: US Energy Information Administration (EIA) 18,8 12,2 8,1 7,8 6,8 5,1 4,4
  13. 13. Onde as REI podem ajudar D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 19 Fontes intermitentes de energia e armazenamento • Eólica • Solar • Ondas • Armazenamento • Veículos Elétricos(VE) Geração distribuída conectada na rede de distribuição • Microgeração (Roof Top) • Minigeração
  14. 14. Onde as REI podem ajudar (cont.) D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 20 Melhoria da confiabilidade • Automação da distribuição • Microrredes • WAMPAC (Wide Area Monitoring, Protection and Control) Gerenciamento pelo lado da demanda • Resposta da demanda (redução da ponta) • Tarifação dinâmica
  15. 15. Onde as REI podem ajudar (cont.) D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 21 Redução de Perdas • Perdas Técnicas • Perdas Não-Técnicas (Furto e Fraude) • Meios − Medição eletrônica e blindagem da rede − AMI: Advanced Metering Infrastructure − MDI: Meter Data Management − Controle coordenado da tensão Outros Custos • Grandes áreas de concessão • Alimentadores radiais longos • Áreas de difícil acesso • Aplicações: − Faturamento − Localização de faltas − Self Healing − Monitoração de ativos Fonte: Aneel
  16. 16. Tecnologias de REI D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 22
  17. 17. Medidor Inteligente D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 23 Smart Meter Características Possíveis • Maior acurácia • Comunicação bidirecional • Aquisição de várias informações além do kWh • Medição em quatro quadrantes (EP, EQ) • Menos suscetível a fraude • Postos tarifários • Ações remotas de corte e desligamento • Calcular índices de qualidade (DIC, FIC, etc.) • Display remoto para comunicação com consumidores • Etc. Display Doméstico • Dispositivo móvel para permitir acesso fácil aos dados de medidor inteligente
  18. 18. Sistemas de Medição de Energia D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 24 Convencional • Coleta mensal • Medidor eletromecânico ou eletrônico • Leitura manual e processamento manual ou automático • Banco de dados AMR (Automated Meter Reading) • Coleta em quase tempo-reall • Comunicação mono-direcional • Medidor eletrônico, leitura automática • Processamento automático • Banco de dados AMI (Advanced Meter Infrastructure) • Coleta em quase tempo-real • Comunicação bi-direcional • Medidor eletrônico, leitura automática • Processamento automático • Banco de dados • Análise de dados (Data Analytics)
  19. 19. Métodos Inteligentes para Recomposição D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 25 Inteligência Centralizada • Baseado no sistema SCADA/COD • Informação obtida ao longo da rede enviada para COD • Executa algoritmo de reconfiguração de rede • Envia comando de abertura/fechamento de chaves Inteligência Distribuída • Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IEDs) distribuídos ao longo da rede elétrica trocam informações entre si • Métodos de inteligência distribuída decidem ações de cada dispositivo de seccionamento (Sistemas Multiagentes) • Chaves e disjuntores são então acionados IED1 IED3 IED2 IED4 IED6 IED5COD IED1 IED3 IED2 IED4 IED6 IED5
  20. 20. Microrredes D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 26 Conceito • É um sistema de energia limitado regionalmente, contituído por recursos energéticos distribuídos, consumidores e, opcionalmente, armazenamento • Opera de forma autônoma, conectada ou não à concessionária • Atua como um agente único perante a concessionária, agregando os recursos distribuídos Características Buscadas • Autonomia • Estabilidade • Compatibilidade • Flexibilidade • Escalabilidade Diferentes formatos e dimensões
  21. 21. REI no Mundo e no Brasil D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 27
  22. 22. REI no Mundo D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 28 Primeiros Desenvolvimentos • Projetos de automação da distribuição na década de 1980 • Wide Area Measurement System (WAMS) 2000 (BPA)
  23. 23. REI no Mundo  Itália  Telegestore (2005): 32 milhões de medidores inteligentes  Estados Unidos  American Recovery Reinvestment Act (ARRA)  Austin, Texas (2003): 1/3 do medidores substituídos  Boulder, Colorado  Southern California Edison: 5 milhões de medidores inteligentes (2009-20012); 10 milhões até 2020  Xcel Energy:  Portugal  Évora: Projeto InovGrid  Grupos de Usuários e Instituições  IEEE Smart Grid Initiative (USA)  NIST (USA)  Galvin Electricity Initiative (USA)  Intelligrid - EPRI (USA)  SG European Technology Platform Slide 29
  24. 24. Iniciativas Relacionadas a REI no Brasil D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 30 Grupo de Trabalho do MME Grupo de Estudos da CGEE/MCTI • Redes Elétricas Inteligentes: Contexto Nacional Aneel • Powerline Communications (REN 375/2009) • Sistema de Informações Geográficas (PRODIST) • Tarifas horárias (PRORET) • Medidores eletrônicos (REN 502/2012) • Micro e mini Geração Distribuída (REN 482/2012) Projetos de P&D Programa Brasileiro de Redes Inteligentes • Projeto Estratégico de P&D Aneel • CEMIG + 36 concessionárias de distribuição e geração • Coordenado pelo Instituto ABRADEE Projetos Piloto
  25. 25. Programa Brasileiro de Redes Inteligentes D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 31 Objetivo • Avaliar a relação benefício custo da adoção do conceito de redes elétricas inteligentes em três cenários − Conservador − Moderado − Acelerado Segmentos Analisados • Medição Inteligente • Automação da Distribuição e da Transmissão • Geração Distribuída; Armazenamento e Veículos Elétricos • TI e Telecom • Políticas Públicas e Regulação • Perspectiva do Consumidor Metodologia • Avaliação da penetração em clusters representando configurações típicas das redes de distribuição brasileiras
  26. 26. Principais Projetos Piloto ou Experimentais D.M. Falcão – Por que precisamos de Redes Elétricas mais Inteligentes? – SEPOC+SESP – Santa Maria RS – 24 a 27 de agosto de 2014 Slide 32 ELEKTRO ‐ SP
  27. 27. Sustentabilidade  Além de inteligência, outra palavra que tem tudo a ver com Smart Grid: sustentabilidade. Isso porque, uma das novidades nesta nova rede de energia é o consumidor-produtor.
  28. 28. Smart grid city  Aparelhos conscientes Com todas estas possibilidades a tendência é que até os eletrodomésticos se tornem mais inteligentes. Em breve será possível programar a máquina de lavar roupas para funcionar somente nos horários em que a energia é mais barata. Além disso, com a medição inteligente é possível saber quanto cada aparelho consome mensalmente, algo quase impossível hoje em dia.
  29. 29. Por meio de um site ou software, você pode acompanhar diariamente o gasto energético do seu vídeo game ou da geladeira nova e saber com precisão, quanto vai custar a fatura de energia no fim do mês. Até os carros podem servir como provedores de energia, pois em momentos em que o custo por KW for mais alto, a energia armazenada nas baterias do veículo pode servir como fonte de eletricidade para sua casa.
  30. 30. Benefícios  redução das emissões de dióxido de carbono relacionadas à geração de energia, devido à diminuição das perdas na transmissão e ao acesso de grandes usinas eólicas, hidrelétricas e solares à rede  energia de maior qualidade nos vários níveis de tensão, aumentando a estabilidade do sistema  menor consumo de energia e maior eficiência operacional das concessionárias de energia, por meio da participação ativa dos consumidores (edifícios comerciais, plantas industriais, residências, etc.) nas Redes Inteligentes
  31. 31. Benefícios  integração da geração descentralizada à rede por meio de Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) inteligentes  possibilidade de fluxo de energia bidirecional  maior segurança do sistema  melhor acompanhamento e monitoramento  grau mais alto de segurança operacional  redução dos custos de ciclo de vida dos ativos
  32. 32. Smart Grid e o ambiente O principal ponto das Smart Grids é o apelo ambiental, já que muito do desperdício será diminuído. A busca por formas alternativas de produção de energia também é um dos combustíveis das Smart Grids, tendo em vista que diversos tratados ambientais são discutidos todos os anos.
  33. 33. Tarifa Branca A Tarifa Branca é uma nova opção de tarifa que sinaliza aos consumidores a variação do valor da energia conforme o dia e o horário do consumo. Ela é oferecida para as instalações em baixa tensão (127, 220, 380 ou 440 Volts). Com a Tarifa Branca, o consumidor passa a ter possibilidade de pagar valores diferentes em função da hora e do dia da semana. Se o consumidor adotar hábitos que priorizem o uso da energia fora do período de ponta, diminuindo fortemente o consumo na ponta e no intermediário, a opção pela Tarifa Branca oferece a oportunidade de reduzir o valor pago pela energia consumida.
  34. 34. Nos dias úteis, o valor Tarifa Branca varia em três horários: ponta, intermediário e fora de ponta. Na ponta e no intermediário, a energia é mais cara. Fora de ponta, é mais barata. Nos feriados nacionais e nos finais de semana, o valor é sempre fora de ponta.
  35. 35. Avanço da eletricidade Faz quase cem anos que Thomas Edison inventou a lâmpada. O sistema de distribuição de energia pouco mudou desde aquele período, mesmo com o fato de que a humanidade nunca cresceu tanto como nos últimos 25 anos.

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