Este documento discute as mudanças necessárias nas redes elétricas para integrar fontes renováveis de energia e permitir a gestão ativa da procura. As redes inteligentes permitirão a integração distribuída de recursos de energia renovável e veículos elétricos, bem como a gestão eficiente dos consumos de energia.

1. DA PRODUÇÃO DE CONHECIMENTO À
INOVAÇÃO DE BASE CIENTÍFICA
Investigação e Desenvolvimento Tecnológico
Transferência e Valorização de Tecnologia
Formação Avançada
Consultoria
Pré-incubação de empresas de base tecnológica
Redes Inteligentes para uma boa Gestão
Entre a Oferta e a Procura
João A. Peças Lopes

2. NºS IMPORTANTES
Perfil de atividade do INESCTEC
Capital = 1.25 M€
Vol. Atividade = 11.5 M€ (2011)
Unidades de I&D= 12
Colaboradores = 595
• I&D = 542 (PhD = 159)
• Serviços de Apoio = 53
Metáfora da cadeia de produção de conhecimento-valor:
Produtos,
Recursos Humanos Artigos em revistas Artigos em revistas Artigos para consultoria,
altamente científicas, teses científicas, artigos conferências, patentes,
qualificados para conferências, protótipos licenciamento,
modelos empresas spin-off
Produção básica de Projetos de Transferência de
conhecimento Desenvolvimento tecnologia,
investigação aplicada
valorização
Redes Elétricas Inteligentes ao Serviço da
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Prosperidade Renovável

3. Sistemas de Energia
Áreas de Atividade
•Planeamento e funcionamento de Sistemas de Energia, Modelação de
carga, Fiabilidade
•Análise dinâmica de segurança, Integração de geração embebida
•Sistemas isolados
•Controlo de geradores eólicos e previsão eólica
•Redes Inteligentes, Microgeração e Micro-redes
•Redes de distribuição ativa
•Regulação e mercados elétricos
•Apoio à Decisão Multicritério, Fuzzy Sets e Inteligência Computacional
aplicada aos sistemas de energia
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4. Relevância Social da Investigação
O caso das redes inteligentes (smart grids)
RESULTADO
Consórcio liderado pelo maior fornecedor
de energia português (EDP), que inclui 4
parceiros industriais. O INESC TEC é a
AÇÃO única instituição de I&D a definir as
especificações técnicas
•4 projetos europeus, 3 projetos FCT
Desenvolvimento de uma solução e
•Desenvolvimento de vários contratos tecnologia nacionais competitivas para
nacionais de desenvolvimento e exportação
consultoria com um significativo apoio
financeiro por parte da indústria Projeto piloto para uma Cidade
Inteligente (Smart City): Évora – 33.000
•Um importante projeto industrial: consumidores usam tecnologia Smart
INOVGRID Grid
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Prosperidade Renovável

5. O que tem de mudar nas redes elétricas?
• Principais forças a condicionar o desenvolvimento dos Sistemas
Elétricos de Energia:
1) Questões Ambientais: cumprimento das metas definidas no protocolo de
Quioto (redução de emissões substituindo geração fóssil por geração limpa,
redução das perdas nas redes elétricas), aumento da responsabilidade
social e sustentabilidade, minimização dos impactos visuais e uso da terra
2) Substituição de Infraestruturas Antigas de Rede (geração e linhas/cabos)
3) Segurança de Abastecimento
4) Aumento da Qualidade de Serviço (mais automatização e controlo remoto)
5) Liberalização dos Mercados de Eletricidade (energia e serviços)
1) Integração de Fontes de Energia Renovável, explorando tecnologias limpas
2) Gestão Eficiente das Redes Elétricas
3) Gestão Ativa de Consumo (aumentando a eficiência)
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6. A Rede Elétrica do Futuro
Fonte: “Smart Grids – Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future”
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7. Contribuição Esperada das Fontes Renováveis
• Alguns cenários: Perspetivas para a produção renovável
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8. A Variabilidade da Produção da Eletricidade
Diferentes perfis de produção em Portugal
REN:
http://www.centrodeinformacao.ren.pt/PT/InformacaoExploracao/Paginas/EstatisticaDiariaDiagrama.aspx
8

9. O que tem de mudar nas redes elétricas?
• Novos paradigmas estão a ser desenvolvidos
Breaking the Rules
Yesterday Tomorrow: distributed/ on-site
generation with fully integrated
Central power station
network management
Photovoltaics
Trans mis s io n Netwo rk power plant
A gestão das redes
Storage
Storage
elétricas tem de
Flow
Control
deixar de ser passiva
House Storage
Power
Storage Power
quality
e passar a ser ativa!
Dis tributio n Ne two rk device
Local CHP plant quality
device
Wind
power House with domestic CHP
plant
Paradigma de
Commercial
Factory building controlo da Produção
Distribuída
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10. Desafios Adicionais
• Uma nova revolução vem a caminho – Veículos Elétricos e
conceito de V2G:
– Os veículos elétricos vão exigir baterias com capacidade de
armazenar energia e que assim podem ser:
• Cargas controláveis e flexíveis
• Dispositivos de ar,azenamento de energia móveis.
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11. O que tem de mudar nas redes elétricas?
• Desafios técnicos…Gestão integrada de recursos distribuídos
Charging rate
Reduce load
Increase load
Power
Power
Charging rate
Reduce load
Increase load
Max.
Min.
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12. O que tem de mudar? Eficiência Energética
Até agora:
• Produção centralizada de
100 % 50 % electrical energy eletricidade
power
station 50 % • Produção descentralizada
unused
waste heat
50 % fossil fuel
de calor
No futuro:
exchange of electrical energy
• Produção combinada e
descentralizada de
eletricidade e calor (co-
geração)
100 % Oil / Gas
Redução de 1/3 no consumo
de fontes de energia fóssil!
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13. O que tem de mudar? Gestão Ativa de
Consumos
• Possibilidades contratuais
– Preço de energia em tempo-real
– Contratos especiais para cargas controláveis (disponibilidade
para resolver problemas técnicos na rede)
• Possibilidade de gestão de consumos
– Corte da ponta através de:
Preço em tempo-real
Cargas controláveis
– Desvio de consumos através de:
Preço em tempo-real
Armazenamento
Deslastre de carga
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14. Necessidade de Compreender o Consumo
• A possible load area by 2020
Carga que pode
ser reduzida:
Dependente da
Hora do dia
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15. Tele-Contagem – O Projeto InovGrid
• Atualmente, a contagem de energia em BT é realizada numa
base mensal através de um procedimento caro e que envolve
intervenção humana
• A extensão dos conceitos de mercado de energia para o
consumidor de BT requer uma abordagem mais eficaz para
medição em tempo-real envolvendo:
– Tele-contagem
– Estimativa dos perfis de consumo dos consumidores
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16. Tele-Contagem – O Projeto InovGrid
• Em complemento à possibilidade de tele-contagem, as
principais vantagens da utilização de contadores inteligentes
(Energy Box) são:
– Vai permitir a adoção de estratégias de gestão ativa de cargas
– Vai permitir a poupança de energia através da utilização de
estratégias avançadas de gestão de consumos domésticos
– Vai permitir uma detecção rápida de perturbações na rede
elétrica Melhoria na Qualidade de Serviço
– Vai ajudar a gerir a micro-geração
Trilhar o caminho rumo às Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grids)
(Smart Grids)
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17. Smart Meters e Home Automation
• Os contadores inteligentes podem ser também o
sistema onde reside a inteligência para a gestão ativa
da procura - através de (Home Automation) - e da
gestão da microgeração.
Aumento da consciência
Energética dos consumidores
Zig bee
Protocol (HAN)
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18. Arquitetura do Projeto InovGrid
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19. Arquitetura do Projeto “InovGrid”
Energy Box
Distribution
Transformer
Control
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20. Conclusões
• Uma integração eficiente em larga escala de recursos
energéticos distribuídos requer o desenvolvimento de um
conjunto de novas soluções técnicas e regras operacionais
onde as tecnologias de informação e comunicação (ICT)
desempenharão um papel fundamental:
• Benefícios para a sociedade (menos tangíveis, relacionados
com as políticas energéticas):
– Diversificação das fontes de energia primária / redução da
dependência externa de energia
– Redução das emissões de CO2
– Potenciais benefícios económicos (novas atividades económicas,
aumento na criação de empregos, melhorias na coesão social e
sustentabilidade ambiental)
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