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Tecnologias para automação do sistema de distribuição de energia elétrica

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O setor elétrico brasileiro passa por um momento chave, em que as demandas globais, sobretudo por mais sustentabilidade – no conceito mais amplo do termo -, impõem a inovação como uma necessidade para levar a campo soluções que contribuam para maior eficiência e segurança na geração e distribuição de energia.

Nesse sentido, é a digitalização da rede de distribuição de energia elétrica a solução encontrada para ir ao encontro dessas exigências, preparando o sistema para o aumento da demanda por energia e colocando o setor na vanguarda da adoção de sistemas inovadores.

Dentre as maiores tendências, destacam-se as tecnologias para automação do sistema de distribuição de energia elétrica. Trata-se de uma série de conceitos e tecnologias que trazem mais estabilidade, confiabilidade e proteção à rede, tanto para concessionárias quanto para consumidores. Acompanhe e saiba mais!

Como a automação do sistema de distribuição de energia elétrica contribui para a segurança da rede

A automação do sistema de distribuição de energia elétrica envolve um conjunto de fatores e tem como objetivo principal a proteção da rede, especialmente pela garantir a disponibilidade da comunicação entre as diferentes aplicações do sistema.

Dentre os principais ganhos, está a alta capacidade desse sistema na identificação de faltas por meio do compartilhamento em tempo real de dados sobre os ativos da rede. Isso permite uma resposta mais eficiente a essas ocorrências, possibilitando o aperfeiçoamento da proteção ao sistema.

Além disso, a automação traz benefícios no que se refere ao atendimento à ponta da linha, ou seja, aos consumidores, ao melhorar o gerenciamento da restituição da rede e, assim, reduzir o tempo médio de atendimento. Tudo isso é feito de forma automática e inteligente, o que assegura que tanto a interrupção quanto o religamento tenham menor duração e tragam menos perdas.

Outro ponto que não pode passar despercebido é a possibilidade de redução de custos. Afinal, a maior agilidade para identificação e resolução de faltas, somada a um melhor gerenciamento da rede em tempo real, permite uma operação mais eficiente e direcionada.

Isto é, por meio da automação, o sistema identifica exatamente onde está a falta, como resolvê-la e já coloca em prática, de forma automática, medidas de contenção para mitigar riscos.

Leia mais: As inovações que estão transformando a distribuição de energia elétrica

Tecnologias para automação de redes elétricas

Seletividade lógica

A seletividade lógica parte do conceito de que, para ser confiável, o sistema elétrico deve ser seletivo, ou seja, quando uma falta ocorre, o sistema seleciona apenas os equipamentos mais próximos a ela.

Dessa forma, a seletividade lógica permite a independência do tempo de atuação da proteção em relação ao ponto de falta, pois permite isolar a menor porção do sistema no menor tempo possível.

Isso é feito por meio do envio de sinais de bloqueios que impedem a atuação de dispositivos fora da região de falta. Assim, no caso de ocorrências, todos os componentes da rede que sentirem o sinal de falta enviam um alerta para os dispositivos mais próximos ao montante, permitindo apenas que aqueles que estejam mais perto da falta atuem.

Como resultado, a seletividade lógica permite:

  • Agilizar processos de restituição da rede após a ocorrência de falhas;
  • Aumentar a seletividade do sistemas de proteção;
  • Evitar o desligamento desnecessário de clientes da rede elétrica não afetados diretamente por uma falta;
  • Evitar o desligamento indevido de clientes por falha na coordenação e seletividade de atuação dos equipamentos de proteção;
  • Realizar ações diretamente em campo nos dispositivos de proteção, automaticamente.

Por fim, é importante notar que a seletividade lógica se contrapõe à seletividade cronológica, que ainda é majoritária nos sistemas atuais. Nesse caso, o sistema de proteção atua em cascata, isto é, cada equipamento de proteção tem diferente tempo de atuação que aumenta ao longo da linha, de forma estática e sem qualquer tipo de automatização.

Leia mais: Aplicações da realidade virtual e aumentada no setor de energia elétrica

Proteção adaptativa

A proteção adaptativa baseia-se na realização de alterações nos parâmetros de proteção de acordo com mudanças no sistema de potência. Assim, a adaptação busca manter a proteção adequadamente sensitiva ao sistema com rápida atuação durante as variações sazonais de carga, mesmo em casos de aumento expressivo da geração.

Um equipamento de rede é configurado para limitar um valor máximo de carga de consumo. Quando esse valor é ultrapassado, a proteção do sistema é ativada. A questão é que esses valores são altamente variáveis, o que pode levar os concessionários de energia a interpretar qualquer alteração, como aumento ou queda do consumo em determinado período, como uma falta.

Assim, caso esses parâmetros não sejam revisados após mudanças consideráveis na rede – como eventuais expansões -, a proteção pode operar sem sensibilidade e/ou seletividade, gerando problemas com atuações indevidas.

A proteção adaptativa faz uso de dados históricos para estimar os parâmetros de proteção, com o objetivo de minimizar os impactos de variações de carga consideradas normais.

Dessa forma, a proteção adaptativa possibilita:

  • Aumentar a sensibilidade do sistema de proteção;
  • Avaliar diariamente o status da rede e providenciar atualização dos parâmetros de proteção;
  • Evitar o desligamento de clientes da rede elétrica não afetados diretamente por uma falta;
  • Evitar o desligamento indevido de clientes por alterações do perfil de carga da rede;
  • Realizar mudanças diretamente em campo nos dispositivos de proteção.

Self Healing

O self-healing tem como objetivo a restauração de uma parcela do sistema no caso de eventuais faltas. Essa restauração é feita de forma automática e inteligente, com base em dados de medições locais da rede elétrica e dos sistemas de monitoramento.

Essa tecnologia permite ao sistema operar de maneira autônoma em situação de contingências ou anomalias da rede, adotando medidas para isolar defeitos e realimentar os consumidores o quanto antes.

Para isso, porém, o self-healing deve fazer parte de uma estratégia de proteção da rede elétrica, uma vez que passará a atuar somente após a detecção da falta, sua localização e isolamento por parte do sistema.

Uma vez que isso foi feito, o self-healing consegue manter a falta isolada, enquanto encontra novos caminhos para recompor a rede e, assim, minimizar os impactos aos consumidores.

Os principais benefícios do self-healing são:

  • Agilizar a recomposição do suprimento de energia, sem a necessidade de deslocamento de equipes;
  • Automatizar o processo de religamento de energia;
  • Estipular a melhor estratégia para desconectar o menor número possível de clientes da rede durante uma falta;
  • Promover a resiliência da rede para os consumidores;
  • Prover a reestruturação da rede de modo automático e inteligente;
  • Reduzir o número de clientes desconectados da rede por motivo de falta.

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Como a CERTI está desenvolvendo soluções para automação de redes elétricas

A CERTI utiliza o conceito de living lab (laboratório vivo) para o desenvolvimento de soluções para a automação do sistema de distribuição de energia elétrica. O laboratório conta com tudo o que há de mais moderno em termos de técnicas de análise, equipamentos e sinais de energia semelhantes aos que se encontram em campo.

No laboratório, depois de toda a conceituação, é possível fazer testes em áreas virtuais, simulando e replicando grandezas elétricas em um local específico, com todo o arsenal prático que seria utilizado em campo.

O espaço permite, ainda, fazer testes de equipamentos, certificando se os dispositivos estão reagindo ao que está sendo proposto. Outra possibilidade é a simulação de faltas, verificando se o equipamento físico atuará ou não e se respeitará o que está previsto ou não.

Uma vez que as simulações foram feitas, é possível conduzir testes com equipamentos reais, aplicando o conhecimento em campo. Isso colabora para a aplicação de softwares e hardwares que estejam aptos a serem adotados em campo com o menor impacto possível e com a certeza de que estão funcionando apropriadamente.

Para saber mais sobre o assunto e como a CERTI pode ajudar a sua empresa, continue acompanhando nossos textos no blog da CERTI e entre em contato com nossos especialistas!

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