60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Este trabalho tem o objetivo de mostrar os resultados parciais de um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento realizado pelas empresas CELG - Companhia Energética de Goiás e FITec – Fundação para Inovações Tecnológicas, no âmbito do ciclo de projetos patrocinados pela ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Demonstra um experimento baseado na utilização da tecnologia PLC (Power Line Communication) para a transmissão de dados através da rede de energia elétrica como suporte de infra-estrutura de comunicação para a realização de serviços de telemedição e telecontrole de uma concessionária de energia. Um protótipo de um sistema de supervisão do fornecimento de energia elétrica de média e baixa tensão foi desenvolvido a fim de monitorar remotamente parâmetros de equipamentos instalados na rede de energia elétrica, especialmente aqueles relacionados às funções de proteção e medição. Os resultados parciais, realizados em laboratório, indicam a viabilidade do uso dessa tecnologia como forma de comunicação eficiente e de custo atrativo, se comparado com outras tecnologia convencionais de telecomunicações, considerando a utilização da própria infra-estrutura de distribuição de energia pelas concessionárias. Os resultados parciais obtidos avalizam a implantação do sistema de supervisão proposto em uma planta real, que ocorrerá na seqüência das atividades do projeto ora apresentado.

METODOLOGIA:

Com o objetivo de analisar a viabilidade técnica da utilização da tecnologia PLC como suporte às atividades operacionais das concessionárias de energia, em especial aquelas relacionadas ao serviço de AMR (Automatic Meter Reading) e monitoração de elementos de rede, foi desenvolvido um protótipo de um sistema de supervisão do fornecimento de energia em média tensão, baseado nos princípios da Arquitetura IntelliGrid, do EPRI (Electric Power Research Institute), permitindo acompanhamento "on line" das redes de distribuição a partir das respectivas subestações, utilizando como infra-estrutura de telecomunicações equipamentos de PLC de Banda Larga. Para se alcançar esse objetivo, foi adotada a seguinte metodologia: 1. Estudo da Arquitetura IntelliGrid focado na análise dos requisitos técnicos quanto aos aspectos de: modelagem dos dados, segurança de rede e de acesso, gerência de rede, gerência dos dados e conectividade. 2. Estudo da Tecnologia PLC como infra-estrutura de comunicação para suporte aos serviços e processos operacionais da concessionária de energia. 3. Modelagem dos Dados: levantamento e análise dos dados de interesse de medição da rede de energia da CELG, bem como modelos de dados de equipamentos a serem usados na integração com os elementos de rede, tais como medidores de energia e chaves seccionadoras. 4. Levantamento de requisitos técnicos e operacionais da rede de comunicação, aplicações e serviços. 5. Desenvolvimento do Sistema de Supervisão: desenvolvimento de um protótipo do sistema de supervisão de medições de energia consistindo da integração de dispositivos medidores, dispositivos PLC e suas interfaces, e do software de supervisão. 6. Desenvolvimento de uma módulo de hardware para interface entre a rede PLC e os equipamentos da rede de energia elétrica 7. Testes em laboratório, cujos resultados serão apresentados nesse trabalho 8. Instalação e testes em campo na rede de energia da CELG, a ser realizado em julho de 2008.

RESULTADOS:

Para a validação da implementação proposta, foram realizados uma série de testes sistêmicos em laboratório, com o objetivo de aferir a implementação de acordo com a arquitetura e os requisitos pré-definidos. Para a realização dos testes foi estabelecido um cenário composto de equipamentos PLC interligados em uma rede de energia de baixa tensão isolada, de cerca de 200 metros de comprimento. A essa rede foram ligados três medidores de energia em seus respectivos Módulos Adaptadores. A medição de energia foi realizada tanto de medidor eletromecânico como de medidores eletrônicos, de forma a realizar medição de pulsos analógicos e medição de dados padronizados segundo o protocolo ABNT 14522. Aos medidores foram interligados cargas analógicas a fim de simular uma possível situação de consumo. O balanceamento energético foi realizado entre o Medidor Global, que mede a energia no circuito de saída do transformador e os Medidores Parciais que medem as energias consumidas pelas respectivas cargas. Uma câmara IP foi ligada ao equipamento PLC Head End para captura de imagens de elementos da rede. Este experimento, realizado em uma rede de energia elétrica de dimensões limitadas, comprovou a viabilidade da utilização da tecnologia PLC para o provimento de serviços de comunicação que demandam taxas de transmissão de banda larga, suficiente para o atendimento às aplicações típicas de AMR.

CONCLUSÕES:

A sociedade, de uma forma geral, tem experimentado uma nova experiência direcionada pelos avanços da tecnologia digital. O mundo nunca esteve tão conectado quanto nos dias atuais, completamente dependente de redes complexas de comunicação. A infraestrutura de energia, devido a sua abrangência e elevado grau de capilaridade, é parte integrante e fundamental dessa interconexão. A integração de equipamentos e dispositivos inteligentes e redes de comunicação de dados torna-se base fundamental para o suporte às capacidades avançadas do sistema elétrico, tais como a concepção de redes auto-recuperáveis e auto-configuráveis, fluxo de dados em tempo real e comunicação integrada com o consumidor. Dentre as aplicações que a tecnologia PLC possibilita, estão aquelas relacionadas ao suporte à operação do próprio sistema de distribuição de energia elétrica. Por permitir que o envio e recebimento das informações de controle e supervisão seja feito em tempo real na própria rede do sistema elétrico, desde a unidade consumidora até a subestação, a tecnologia PLC possibilita a melhoria de aplicações de AMR existentes, como sistemas de telecontrole, gerenciamento de carga e telemedição. Os resultados desse projeto mostraram a viabilidade da utilização da tecnologia PLC como forma de transmissão de dados para atendimento à aplicações AMR, especialmente aquelas relacionadas à telemedição e monitoramento de elementos de rede. Como próximo passo do projeto, ora apresentado, está programado para julho de 2008 a implantação do sistema na rede de energia elétrica de média e baixa tensão da CELG, em Goiânia, onde o mesmo será avaliado em uma planta de aplicação real.

Instituição de fomento: ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica

Trabalho de Professor do Ensino Básico ou Técnico

Palavras-chave: Power Line Communication, Smart Grid, Supervisão do Sistema Elétrico

E-mail para contato: lleite@fitec.org.br