REDES INTELIGENTES.pdf

Laboratório de Qualidade da Energia Elétrica Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia - ENERQ

Redes Elétricas Inteligentes

Daniel Perez Duarte – [email protected]

Experiência e Linhas Atuais

ENERQ & Redes Inteligentes

� Linha preferencial de pesquisa, com produção de projetos de P&D, desenvolvimento de modelos e ferramentas, teses e dissertações;

� Coordenação do congresso internacional de SmartGrids – IEEE LatinAmerican 2013.


� Coordenação do Núcleo de Apoio à Pesquisa de Redes Inteligentes da USP, vinculado diretamente à Pró-Reitoria de Pesquisa, congregando os seguintes institutos:

� Escola Politécnica

� Escola de Engenharia de São Carlos

� Faculdade de Direito do Largo São Francisco

� Escola de Economia e Administração de Ribeirão Preto

� Projeto Estratégico ABRADEE – BP3 – Automação da Distribuição;

� Laboratório de Qualidade de Energia, fundado em 2004 e aparelhado em 2008 para realização de experimentos, simulações e pesquisas em Redes Inteligentes;

� Previsão de montagem de ambiente de simulação de Redes de


� Previsão de montagem de ambiente de simulação de Redes de Distribuição, considerando equipamentos reais de automação, medição, TI e Telecom.

� Parcerias com especialistas, destacando-se Sinapsis Inovação em Energia;

� Entendimentos com fabricantes para instalação de equipamentos e sistemas (Siemens, S&C, SEL etc.).

Estrutura

�Conceituação e Fundamentação

�Motivadores

Estrutura

�Projeto P&D Estratégico ANEEL – ABRADEE/APTEL

�REI e Planejamento Energético

Conceituação e Fundamentação

Sistema Atual:


FONTE: EPRI


Sistema Futuro:

FONTE: EPRI

Argumentos contrários:

� Indefinição do conceito


� Conservadorismo do setor

� Carência de Arcabouço regulatório adequado

� Problemas estruturais no setor de distribuição

Fatos Relevantes:

� Avanço tecnológico


� Consciência ambiental

� Informação no topo da cadeia

� Desmassificação da Sociedade

“Fator básico que caracteriza a tendência das

relações entre os diversos segmentos da

sociedade moderna a tornarem-se cada vez mais

customizadas, elevando a complexidade da

Desmassificação:


customizadas, elevando a complexidade da

dinâmica que rege essas relações e demandando

a urgente adaptação dos diversos setores

(comercial, industrial, serviços etc.) para este

novo modelo.”

Alvin Toffler


InformaçãoInformação

ExemplosExemplos VarejoVarejo

Relações trabalhistasRelações

trabalhistas

Relações familiaresRelações familiares

Setor de

Energia!

� A sociedade dita as regras (e não o mercado)

� A evolução do consumidor (consumo de conceitos)

� Avanço tecnológico globalizado


� Avanço tecnológico globalizado

� Inexorabilidade do avanço

� Antecipação dos problemas

� Papel do regulador


NIST:

“... modernização do sistema de distribuição de eletricidade para

possibilitar o monitoramento, proteção e otimização automática da

operação deste com seus diversos elementos interligados, desde

geradores centralizados ou distribuídos passando pela rede de alta

tensão e sistema de distribuição, até os usuários industriais e tensão e sistema de distribuição, até os usuários industriais e

sistemas de automação predial...”

ETPS:

“...rede elétrica capaz de integrar de forma inteligente as ações de

todos os usuários conectados a ela - geradores, consumidores e

aqueles que assumem ambos os papéis - a fim de prover energia

elétrica de forma eficientemente, sustentável, econômica e

segura.”


EPRI:

“...uso da comunicação e de modernos recursos computacionais

para melhorar a eficiência e confiabilidade das redes de transporte

de energia e possibilitar a oferta de novos serviços aos

consumidores.”

DOE:

“...uso de tecnologia digital para melhorar a confiabilidade,

segurança e eficiência do sistema elétrico: da geração de grande

porte, passando pelos sistemas de distribuição de energia e um

número crescente de recursos distribuídos geração e

armazenamento”


Aplicação integrada das diversas tecnologias

novas e existentes para o atendimento das novas e existentes para o atendimento das

demandas da nova sociedade!!!


Infra de ComunicaçãoInfra de

Comunicação

Tecnologia da

Informação

Tecnologia da

Informação

Veículos Híbridos ou Elétricos

Veículos Híbridos ou Elétricos

CONVERGÊNCIA

TECNOLÓGICA

CONVERGÊNCIA

TECNOLÓGICA

Serviços de Rede (Web Services)

Serviços de Rede (Web Services)

Geração DistribuídaGeração

Distribuída

Home AppliancesHome

Appliances

Medidor InteligenteMedidor Inteligente

Automação da Rede

Automação da Rede

Motivadores – Setor Elétrico

Motivadores Nacionais

Cenário Nacional

Redução de Perdas

Comerciais

Redução de Custos

Operacionais

Aumento da Confiabilidade do Sistema

Aproveitamentoda

Capilaridade do Sistema (Novos Serviços)

Motivadores InternacionaisESTADOS UNIDOS

EUROPA

JAPÃO

Escassez de Recursos Naturais

Questões Climáticas

Escassez de

Escassez de Recursos Naturais

ESTADOS UNIDOS

EUROPA

JAPÃO

Confiabilidade do Sistema

Envelhecimento dos Ativos

Prospecção de Novos Serviços

Recursos naturais

Envelhecimento dos Ativos

Confiabilidade do Sistema


Questões Climáticas


Tendências MundiaisESTADOS UNIDOS

EUROPA

JAPÃOInvestimento em AMI

(Demand Response)

Automação de Subestações

Preparação do Sistema para Integração de

Unidades de GD e Microgeração

Preparação do Sistema para Integração de

Unidades de GD e Microgeração;

ESTADOS UNIDOS

EUROPA

JAPÃO

Eficiência Energética / Redução da

Demanda

Adequação do Sistema para Integração de

Unidades de GD

Localização de Faltas e

Restabelecimento

Investimento em AMI (Demand

Response)

Eficiência Energética / Redução da Demanda

Investimento em Sistemas de TI

Microgeração;

Investimento em AMI(Demand Response)

Investimento nos Sistemas de TI

Novos Serviços

Projeto P&D Estratégico ANEEL

ABRADEE/APTEL

Blocos de Pesquisa

Bloco 1

Governança e integração do projeto

Bloco 2

Medição

Bloco 5

Telecom, TIe Interope-rabilidade

Bloco 6

PolíticasPúblicas eRegulação

Bloco 7

Perspectiva do consumidor

Medição

Bloco 3

Automação

Bloco 4

Ger., Distrib, Armazenamento e Veic. Elétricos

Entidades Envolvidas37 Empresas Cooperadas com alocação de 81 Profissionais

1. AES ELETROPAULO2. AES SUL3. AMPLA4. COELCE5. BANDEIRANTE6. ESCELSA7. CEB

20. RGE21. ELEKTRO22. ELETROBRAS AL23. ELETROBRAS AM24. ELETROBRAS PI25. ELETROBRAS RO

1. ABRADEE – BP1 e BP72. KEMA – BP43. CPqD – BP54. LACTEC –BP25. USP – BP36. FGV – BP67. INNOVARE – BP7

6 Entidades com alocação de 108 Profissionais

7. CEB8. CEEE9. CELESC10. CELG11. CELPE12. COELBA13. COSERN14. CEMAR15. CEMIG16. LIGHT17. COPEL18. CPFL PAULISTA19. CPFL PIRATININGA

25. ELETROBRAS RO26. ELFSM27. ENERSUL28. ENERGISA BO29. ENERGISA MG30. ENERGISA PB31. ENERGISA SE32. ENERGISA NF33. CHESP34. AES TIETÊ35. TRACTEBEL36. BAESA37. ENERCAN

7. INNOVARE – BP7

Empresa Proponente: CEMIG

� Qual é a situação atual?

� Qual deve ser a situação futura?

� O que se deve realizar?

Objetivos do Estudo

� O que se deve realizar?

� Quando se deve realizar?

� Quanto custa?

� O que se ganha com isso?

Objetivos do Estudo

Diversidade de Realidades!

Integração de Soluções!

Diversos Agentes

Diagnóstico� Situação Atual – Nível Baixo

Diagnóstico� Situação Atual – Nível Alto

Diagnóstico� Situação Atual – Situação Futura

Metodologia� Síntese Metodológica

� Conceito de Cluster

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Representante

“CLUSTER 1”Conjunto

Metodologia (Representação do Sistema)

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

ConjuntoConjunto

Conjunto

Conjunto“CLUSTER 1”

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

ConjuntoConjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Conjunto

Representante

“CLUSTER 30”

Metodologia

Representação da Rede

Clusters(Características

Físicas,

Funcionalidades

Função Custo(Equipamentos e

CenáriosEvolução

AvaliaçãoFísicas, Operacionais e de Automação)

(Equipamentos e Dispositivos)

Função Benefício(Drivers)

Alvos Associados aos

Cenários Ritmo de implantação(atual-alvo)

Avaliação

Custos e Benefícios

Associados às Políticas de Evolução

Metodologia (Cenários)

Situação atual

com baixo nível de

automação

Evolução

Metodologia (Evolução)

PI = Penetração Inicial do Conjunto de

Funcionalidades “a” no Cluster “b”

(Função dos Questionários)

PF = Penetração Final do Conjunto de


(Função do Cenário)

T = Tempo Inicial da Evolução da TI = Tempo Inicial da Evolução da

Penetração do Conjunto de



TF = Tempo Final da Evolução da

Penetração do Conjunto de



� Integração dos Blocos

Metodologia

Resultados – Cenário Acelerado

Resultados – Cenário Moderado

Resultados – Cenário Conservador

REI e Planejamento Energético


Inexorabilidade do Avanço(fora do controle do setor elétrico)

Planejamento Energético

Eficiência EnergéticaEficiência Energética




Resposta à DemandaResposta à Demanda

GD, µGD, VE e

Armazen.

GD, µGD, VE e

Armazen.

Perdas Técnicas e Comerciais

Perdas Técnicas e Comerciais

The FERC Assessment predicts Demand Response can reduce peak demand by up to 20% in 2019

900

950

1,000

38 GW,

BAU

1.7% AAGR

No DR (NERC)

1.7% AAGR


650

700

750

800

850

900

2009 2011 2013 2015 2017 2019

GW

4% of

82 GW,

9% of

138 GW,

14% of

188 GW,

20% of

Expanded

BAU

1.3% AAGR

Full

Participation

0.0% AAGR

Achievable

Participation

0.6% AAGR

Source: FERC National Assessment of Demand Response Potential

Legenda – AAGR- average annual growth rate

A recent EPRI study of Energy Efficiency predicts an economic potential reduction of 14% in 2030

Energy Efficiency Potentials from EPRI Study

1.2% AAGR


Legenda – AAGR- average annual growth rate

Source: EPRI Assessment of Achievable Potential from Energy Efficiency and Demand Response Programs in the U.S.


Fonte: Jamil Haddad; “Eficiência Energética”; III Seminário Internacional de SmartGrid


µGDGD

� Obras menores construídas de modo mais aderente à demanda

� Menor impacto ambiental

Eficiência

Armaz. � Maior eficiência energética

� Menores investimentos

� 1 kWh injetado na distribuição vale aproximadamente 2 kWh de geração convencional(1)

(1) Fonte: EPRI - Integrating Distributed Resources into Electric Utility Distribution

Systems , EPRI White Paper - 1004061 - Technology Review, December 2001


Fonte: EPE - Amilcar GUERREIRO - “Veículos Elétricos e Matriz Energética” - 2009


Laboratório de Qualidade da Energia Elétrica Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia - ENERQ

Tel: (11) 5051-0744

Cel: (11) 96473-4429

[email protected]

Obrigado!

Documents

REDES INTELIGENTES.pdf