Smart Grid

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Relatório Smart Grid Grupo de Trabalho de Redes Elétricas Inteligentes Ministério de Minas e Energia

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Relatório do Grupo de Trabalho de Redes Elétricas Inteligentes do Ministério de Minas e Energia sobre a implantação de Smart Grids no Brasil.

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Relatrio

Smart Grid

Grupo de Trabalho de Redes Eltricas Inteligentes Ministrio de Minas e Energia

SUMRIOLISTA DE TABELAS ................................................................................................................................. 5 LISTA DE FIGURAS .................................................................................................................................. 6 LISTA DE SIGLAS ..................................................................................................................................... 7 SUMRIO EXECUTIVO ........................................................................................................................... 12 1 INTRODUO ................................................................................................................................... 15 1.1 ESTRUTURA DO RELATRIO ................................................................................................................................... 16 2 O GRUPO DE TRABALHO ............................................................................................................... 17 2.1 ATIVIDADES ....................................................................................................................................................... 17 2.2 VISITA TCNICA AOS ESTADOS UNIDOS DA AMRICA.................................................................................................. 19 2.3 SUBGRUPOS ....................................................................................................................................................... 20 3 O CONCEITO DE SMART GRID ....................................................................................................... 21 3.1 MEDIO ELETRNICA......................................................................................................................................... 23 3.2 COMUNICAO .................................................................................................................................................. 24 3.3 SENSORIAMENTO ................................................................................................................................................ 25 3.4 COMPUTAO.................................................................................................................................................... 25 4 ESTADO DA ARTE............................................................................................................................ 26 4.1 MEDIDOR INTELIGENTE ........................................................................................................................................ 30 4.2 SISTEMAS DE COMUNICAO................................................................................................................................. 31 4.3 INTEROPERABILIDADE........................................................................................................................................... 33 4.4 GERAO DISTRIBUDA E ARMAZENAMENTO ............................................................................................................ 33 4.5 VECULOS ELTRICOS ........................................................................................................................................... 34 4.6 VIABILIDADE TECNOLGICA ................................................................................................................................... 35 4.7 REGULAO E LEGISLAO ................................................................................................................................... 35 5 ESTUDOS DE TECNOLOGIA DA INFORMAO ........................................................................... 37 5.1 INTRODUO ..................................................................................................................................................... 37 5.1.1 Cenrio ........................................................................................................................................... 37 5.1.2 Requisitos de Arquitetura ............................................................................................................... 395.1.2.1 Comunicao de dados ........................................................................................................................... 39 5.1.2.2 Modelo de dados .................................................................................................................................... 40 5.1.2.3 Segurana da Informao ....................................................................................................................... 41 5.1.2.4 Capacidade de processamento e armazenamento ................................................................................ 41

5.1.3 Influncia do conceito Smart Grid nos Programas Computacionais de Anlise de Redes Eltricas 42 5.2 ARQUITETURA PARA SISTEMAS DE AUTOMAO ....................................................................................................... 43 5.2.1 Ligaes entre centros de controle: protocolo ICCP ....................................................................... 44 5.2.2 Protocolo IEC 61850 ....................................................................................................................... 45 5.2.3 Segurana ....................................................................................................................................... 45 5.2.4 Cenrio no Brasil ............................................................................................................................ 47 5.2.5 Recomendaes do Smart Grid Interoperability Panel (Estados Unidos da Amrica) .................... 48 5.3 ARQUITETURA PARA SISTEMAS DE MEDIO ............................................................................................................ 49 5.3.1 Medidores Eletrnicos .................................................................................................................... 50 5.3.2 Descrio dos enlaces de comunicao .......................................................................................... 505.3.2.1 Distribuidora concentrador ................................................................................................................. 50 5.3.2.2 Concentrador medidor ........................................................................................................................ 51 5.3.2.3 Medidor - eletrodomsticos ................................................................................................................... 52

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5.3.3 Sistemas de Gerenciamento da Medio ....................................................................................... 53 5.3.4 Casos exemplo - Arquiteturas......................................................................................................... 53 5.3.5 Diferentes Vises Referentes a Sistemas de Medio .................................................................... 555.3.5.1 A Viso da ANEEL .................................................................................................................................... 55 5.3.5.2 Viso da Comunidade Europeia .............................................................................................................. 58

5.3.6 Sistema Brasileiro de Medio Automtica - SiBMA ...................................................................... 62 5.4 ASPECTO DE MANUTENO E MONITORAO DE EQUIPAMENTOS ............................................................................... 64 5.4.1 Requisitos de Arquitetura ............................................................................................................... 64 5.4.2 Requisitos Adicionais ...................................................................................................................... 66 5.5 BARRAMENTO DE SERVIOS .................................................................................................................................. 66 5.6 CONSIDERAES FINAIS ....................................................................................................................................... 68 6 ESTUDOS DE MEDIO E MERCADO ........................................................................................... 70 6.1 CONTEXTO......................................................................................................................................................... 70 6.2 PLANO DE TRABALHO .......................................................................................................................................... 70 6.3 SOLUO DE MEDIO ........................................................................................................................................ 71 6.3.1 Flexibilizao da medio para pequenos pontos (pontos de consumidores especiais e gerao de pequeno porte) ........................................................................................................................................ 736.3.1.1 Comunicao para disponibilizao dos dados de medio CCEE ....................................................... 74 6.3.1.2 Avaliao de requisitos tcnicos e funcionalidades de medidores para MT/BT ..................................... 76

6.4 SOLUO DE MERCADO - TRATAMENTO DA PARTICIPAO DE PEQUENOS AGENTES NO ACL............................................. 82 6.5 SOLUO DE MERCADO - GERAO DISTRIBUDA DE PEQUENO PORTE A PARTIR DE FONTES RENOVVEIS NA REDE DE DISTRIBUIO........................................................................................................................................................... 91 6.5.1 Caracterizao................................................................................................................................ 92 6.5.2 Panorama no Mundo ..................................................................................................................... 936.5.2.1 Tarifa Feed-in.......................................................................................................................................... 93 6.5.2.2 Quotas .................................................................................................................................................... 94 6.5.2.3 Net Metering .......................................................................................................................................... 94 6.5.2.4 Certificados de Energia Renovvel ......................................................................................................... 94

6.5.3 Principais resultados alcanados.................................................................................................... 95 6.5.4 Modelo de Negcio Proposto ......................................................................................................... 96 6.6 CONSIDERAES FINAIS............................................................................................................................... 100 7 ESTUDOS ECONMICOS .............................................................................................................. 102 7.1 REFERNCIAS DE QUANTIFICAES EM ESTUDOS REALIZADOS EM OUTROS PASES ........................................................ 102 7.1.1 Alemanha ..................................................................................................................................... 102 7.1.2 Finlndia ....................................................................................................................................... 103 7.1.3 Holanda ........................................................................................................................................ 103 7.1.4 Irlanda do Norte ........................................................................................................................... 103 7.1.5 Portugal ........................................................................................................................................ 103 7.1.6 Estados Unidos ............................................................................................................................. 104 7.1.7 Austrlia ....................................................................................................................................... 104 7.2 PREMISSAS E METODOLOGIA SUGERIDA ................................................................................................................. 105 7.2.1 Premissas...................................................................................................................................... 1057.2.1.1 Reduo do pico ................................................................................................................................... 105 7.2.1.2 Reduo das perdas no-tcnicas ........................................................................................................ 111 7.2.1.3 Reduo das perdas tcnicas ................................................................................................................ 114 7.2.1.4 Reduo do consumo total ................................................................................................................... 118 7.2.1.5 Resultados do Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica PROCEL .............................. 119

7.2.2 Metodologia do EPRI para estimativa de custo/benefcio ........................................................... 1217.2.2.1 Benefcios ............................................................................................................................................. 122 7.2.2.2 Beneficirios ......................................................................................................................................... 122

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7.2.2.3 Nveis de incerteza e categorias de benefcios ..................................................................................... 122

7.3 CUSTOS E BENEFCIOS IDENTIFICADOS NO BRASIL .................................................................................................... 125 7.3.1 Custos ........................................................................................................................................... 1257.3.1.1 Implantao de medidores inteligentes ............................................................................................... 125 7.3.1.2 Custo para automatizao da rede ....................................................................................................... 127 7.3.1.3 Campanha de comunicao / marketing. ............................................................................................. 130

7.3.2 Benefcios ..................................................................................................................................... 1317.3.2.1 Por Beneficirio .................................................................................................................................... 131 7.3.2.2 Para o Setor Eltrico ............................................................................................................................. 132 7.3.2.3 Para o setor de telecomunicaes........................................................................................................ 133 7.3.2.4 Para a atividade econmica .................................................................................................................. 133 7.3.2.5 Ambientais............................................................................................................................................ 136 7.3.2.6 Benefcios intangveis ........................................................................................................................... 139

7.4 OUTRAS POLTICAS TRANSVERSAIS ........................................................................................................................ 144 7.4.1 Gerao distribuda ...................................................................................................................... 1447.4.1.1 Desafio regulatrio e tcnico................................................................................................................ 144 7.4.1.2 Impacto sobre a matriz eltrica/ outros benefcios .............................................................................. 146 7.4.1.3 Funcionalidades adicionais: medio de energia reversa..................................................................... 147 7.4.1.4 Impacto na reduo de perda tcnica .................................................................................................. 147

7.4.2 Criao de novos mercados .......................................................................................................... 1487.4.2.1 Novas indstrias: equipamentos para gerao solar e outras fontes ................................................... 148 7.4.2.2 Veculos eltricos .................................................................................................................................. 149

7.5 FONTES DE FINANCIAMENTO DO PLANO BRASILEIRO DE REDE INTELIGENTE .................................................................. 152 7.5.1 Do setor eltrico ........................................................................................................................... 1527.5.1.1 Tarifa..................................................................................................................................................... 152 7.5.1.2 Fundos setoriais .................................................................................................................................... 153

7.5.2 BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econmico e Social ............................................. 163 7.5.3 Iniciativas do Ministrio da Fazenda ............................................................................................ 1657.5.3.1 REIDI ..................................................................................................................................................... 165 7.5.3.2 Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnolgico da Indstria de Semicondutores PADIS........ 167

7.5.4 MDL .............................................................................................................................................. 170 7.5.5 Bancos e Agncias de Desenvolvimento Internacionais ............................................................... 1737.5.5.1 Agncia Francesa de Desenvolvimento ................................................................................................ 174 7.5.5.2 KfW Bankengruppe ............................................................................................................................... 175 7.5.5.3 Agncia Internacional de Cooperao do Japo ................................................................................... 177

7.5.6 Acordos internacionais com transferncia de recursos ................................................................ 178 7.6. OUTROS DESAFIOS ........................................................................................................................................... 179 7.6.1 Desenvolvimento da Infraestrutura Industrial ............................................................................. 1797.6.1.1 Investimentos em Pesquisa e Desenvolvimento para o desenvolvimento de novos produtos ............ 179 7.6.1.2 Investimentos em expanso da capacidade fabril ................................................................................ 180

7.6.2 Capacitao da mo-de-obra ....................................................................................................... 181 7.7 CONSIDERAES FINAIS ..................................................................................................................................... 181 8 TELECOMUNICAES .................................................................................................................. 183 8.1 INTRODUO ................................................................................................................................................... 183 8.2 VISO NO SETOR PRIVADO DOS ESTADOS UNIDOS DA AMRICA.................................................................................. 184 8.2.1 General Electric ............................................................................................................................ 184 8.2.2 Silver Spring .................................................................................................................................. 188 8.2.3 Aclara ........................................................................................................................................... 190 8.2.4 Outras empresas .......................................................................................................................... 191 8.3 VISO DAS ENTIDADES GOVERNAMENTAIS NOS ESTADOS UNIDOS DA AMRICA ............................................................. 191 8.3.1 Federal Communication Commission FCC ................................................................................. 191 8.3.2 Federal Energy Regulatory Commission - FERC ............................................................................ 193

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8.3.3 National Association of Regulatory Utility Commissioners NARUC .......................................... 194 8.3.4 National Institute of Standars and Technology - NIST.................................................................. 195 8.4 AES DE GOVERNANA .................................................................................................................................... 195 8.5 CONSIDERAES FINAIS............................................................................................................................... 196 9 VISITA TCNICA AOS ESTADOS UNIDOS DA AMRICA .......................................................... 199 9.1 INTRODUO ................................................................................................................................................... 199 9.2 PROGRAMAO................................................................................................................................................ 199 9.3 GRID WISE GLOBAL FORUM................................................................................................................................ 201 9.4 PHI PEPCO HOLDING INCORPORATION ............................................................................................................... 203 9.5 DOE DEPARTAMENT OF ENERGY ....................................................................................................................... 208 9.6 ONCOR ......................................................................................................................................................... 210 9.7 PUCT PUBLIC UTILITY COMMISSION OF TEXAS .................................................................................................... 211 9.8 IBM AUSTIN TEXAS......................................................................................................................................... 214 9.9 CENTER POINT ................................................................................................................................................. 216 9.10 CONSIDERAES FINAIS............................................................................................................................. 220 10 CONCLUSO E RECOMENDAES .......................................................................................... 221 11 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................................. 225 ANEXO 1 PORTARIA N 440 ............................................................................................................. 227

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LISTA DE TABELASTABELA 2.1: RELAO DE REUNIES DO GT .................................................................................... 18 TABELA 6.1: COMPARAO DE REQUISITOS TCNICOS E FUNCIONALIDADES DE MEDIDORES PARA MT/BT ............................................................................................................................................ 76 TABELA 6.2: COMPARAO DAS RESPONSABILIDADES E OBRIGAES ATUAIS DE UM PEQUENO AGENTE COM PROPOSTA DO COMERCIALIZADOR VAREJISTA .................................. 86 TABELA 6.3: INCENTIVOS PARA A GERAO DISTRIBUDA - FONTE: RENEWABLES 2010 GLOBAL STATUS REPORT .................................................................................................................... 95 TABELA 7.1: VALORES ADOTADOS NO PROJETO PILOTO DE TARIFA AMARELA NA COPEL (COPEL, 1998). ...................................................................................................................................... 107 TABELA 7.2: VARIAO DA DEMANDA DE PONTA (COPEL, 1998). ................................................ 109 TABELA 7.3: RELAO ENTRE O CONSUMO DE PONTA E O CONSUMO TOTAL ANTES E DEPOIS DA TARIFA AMARELA E VARIAO DO CONSUMO TOTAL (COPEL, 1998). .................................. 109 TABELA 7.4: PREVISO DE REDUO DAS PERDAS NO-TCNICAS ......................................... 113 TABELA 7.5: RESULTADOS DO PROCEL EM 2009. .......................................................................... 120 TABELA 7.6: INVESTIMENTOS DA ELETROBRAS NO PROCEL 2009. ......................................... 120 TABELA 7.7: CATEGORIAS DE BENEFCIOS EPRI. ......................................................................... 125 TABELA 7.8: CUSTO DOS MEDIDORES INTELIGENTES. ................................................................. 127 TABELA 7.9: PRINCIPAIS BENEFCIOS X BENEFICIRIOS. ............................................................. 131 TABELA 7.10: INVESTIMENTOS NECESSRIOS PARA GERAR 252 MWMED A PARTIR DE DIVERSAS TECNOLOGIAS. ................................................................................................................. 133 TABELA 7.11: DISTRIBUIO DOS PERCENTUAIS DA LEI 9.991/2000, ALTERADA PELA LEI 12.212/2010. ........................................................................................................................................... 159 TABELA 7.12: CONDIES DE FINANCIAMENTO AGNCIA INTERNACIONAL DE COOPERAO DO JAPO. ............................................................................................................................................ 177 TABELA 8.1: FREQUNCIAS SUGERIDAS PELA FCC....................................................................... 193 TABELA 9.1: PLANEJAMENTO PARA VISITA DO GT SMART GRID AOS EUA ................................ 200 TABELA 9.2: EQUIPAMENTOS PARA IMPLEMENTAO DO SMART GRID. .................................. 209

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LISTA DE FIGURASFigura 4.1: Conceito de integrao Smart Grid. ....................................................................................... 27 Figura 4.2: Topologia de Rede Inteligente. .............................................................................................. 28 Figura 4.3: Rede Inteligente dentro das residncias. ............................................................................... 29 Figura 4.4: Estrutura de Governana em Smart Grid. .............................................................................. 30 Figura 5.1: Viso abrangente do cenrio Smart Grid. .............................................................................. 38 Figura 5.2: Viso lgica da infraestrutura de superviso e medio. ...................................................... 39 Figura 5.3: Infraestrutura de Comunicao.............................................................................................. 39 Figura 5.4: Arquitetura para Sistemas de Superviso e Controle de Subestaes .................................. 43 Figura 5.5: Representao de rede Eltrica Inteligente. .......................................................................... 50 Figura 5.6: Concentradores hierarquizados em rede. .............................................................................. 51 Figura 5.7: Medidores em rede. ............................................................................................................... 52 Figura 5.8: Medidores e eletrodomsticos. ............................................................................................. 52 Figura 5.9: Exemplo de arquitetura.......................................................................................................... 55 Figura 5.10: Dados disponveis ao consumidor ........................................................................................ 59 Figura 6.1: Diviso dos trabalhos do subgrupo Medio para microgerao. ......................................... 71 Figura 6.2: Requisitos de medio para categorias de agentes. .............................................................. 74 Figura 6.3: Alternativa de flexibilizao de comunicao dos dados de medio CCEE. ...................... 75 Figura 6.4: Evoluo de pontos de medio com capacidade inferior ou igual a 1MW. ......................... 76 Figura 6.5: Evoluo de nmero de consumidores livres e especiais. ..................................................... 83 Figura 6.6: Evoluo da carga de consumidores livres e especiais. ......................................................... 83 Figura 6.7: Potencial de mercado para consumidores livres e especiais. ................................................ 84 Figura 6.8: Proposta para representao de pequenos agentes pelo Comercializador Varejista. .......... 86 Figura 6.9: Gerao Distribuda em 2009 ................................................................................................. 96 Figura 6.10: Adio Anual de Gerao Solar Fotovoltaica ....................................................................... 96 Figura 7.1: Evoluo esperada no parque de medio em pases da Europa (ERGEG, 2007). .............. 102 Figura 7.2: Mdias das curvas de carga de segunda a sbado - com desconto (Copel, 1998). .......... 108 Figura 7.3: Mdias das curvas de carga de segunda a sbado - com acrscimo (Copel, 1998).......... 108 Figura 7.4: Pesquisa realizada com os consumidores do projeto (Bandeirante, 1999). ........................ 110 Figura 8.1: Estimativa da taxa de dados em funo da aplicao. ......................................................... 184 Figura 8.2: Exemplo de Rede RF Mesh ................................................................................................... 189 Figura 8.3: Relao Custo / Benefcio. .................................................................................................... 189 Figura 8.4: Exemplo de aplicao de PLC ............................................................................................... 190 Figura 8.5: Conceito de Smart Grid pelo NIST. ....................................................................................... 195 Figura 9.1: Infraestrutura de Comunicao............................................................................................ 205 Figura 9.2: Ganhos de desempenho em experincias com automao na distribuio........................ 206 Figura 9.3: Medidor Eletrnico............................................................................................................... 207 Figura 9.4: Matriz Energtica do Texas. ................................................................................................. 213 Figura 9.5: Relao entre o rgo regulador e os atores do setor de energia....................................... 214 Figura 9.6: Instalao de medidores em unidades consumidoras residenciais. .................................... 217 Figura 9.7: Rede Mesh ............................................................................................................................ 219 Figura 9.8: Concetrador instalado em campo. ....................................................................................... 219 Figura 9.9: Equipamento de armazenamento........................................................................................ 220

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LISTA DE SIGLASABINEE ABNT ACL ADSL AFD AMI ANATEL ANEEL ANSI AP APE API APTEL ASN.1 BID BNDES BT CAPDA CATI CCC CCEE CEPEL CFURH CGH CICORP CIDE CIM CIP CNI COFINS CREZ CUSD DA Associao Brasileira da Indstria Eltrica e Eletrnica Associao Brasileira de Normas Tcnicas Ambiente de Contratao Livre Asymmetric Digital Subscriber Line Agncia Francesa de Desenvolvimento Advanced Metering Infrastructures Agncia Nacional de Telecomunicaes Agncia Nacional de Energia Eltrica American National Standards Institute Audincia Pblica Auto-Produtor de Energia Application Programming Interface Associao de Empresas Proprietrias de Infraestrutura e de Sistemas Privados de Telecomunicaes Abstract Syntax Notation One Banco Interamericano de Desenvolvimento Banco Nacional de Desenvolvimento Econmico e Social Baixa Tenso Comit das Atividades de Pesquisa e Desenvolvimento na Amaznia Comit da rea de Tecnologia da Informao Conta de Combustveis Fsseis (Encargo Setorial) Cmara de Comercializao de Energia Eltrica Centro de Pesquisas de Energia Eltrica Compensao Financeira pela Utilizao de Recursos Hdricos (Encargo Setorial) Central Geradora Hidreltrica Cadastrado de Informaes Corporativas Contribuio de Interveno no Domnio Econmico Common Information Model Critical Infrastruture Protection Confederao Nacional da Indstria Contribuio para o Financiamento da Seguridade Social Competitive Renewable Energy Zones Contrato de Uso do Sistema de Distribuio Distribuiton Automation

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DC DC DIC DMIC DMS DoE DRC DRP EER EPE EPRI ERCOT ERGEG ERSE ESS EUA EUR FCC FERC FIC FNDCT GD GE GEE GIS GOOSE GRPS GSM GT HAN IBGE IBM ICCP ICMS IEC IED

Direct Current District of Columbia Durao de Interrupo por Unidade Consumidora Durao Mxima de Interrupo por Unidade Consumidora Distribution Management System Department of Energy Durao Relativa da Transgresso de Tenso Crtica Durao Relativa da Transgresso de Tenso Precria Encargo de Energia de Reserva Empresa de Pesquisa Energtica Electric Power Research Institute Electric Reliability Council of Texas European Regulators Group for Electricity and Gas Entidade Reguladora dos Servios Energticos Encargo de Servios do Sistema Estados Unidos da Amrica Euro Federal Communication Commission Federal Energy Regulatory Commission Frequncia de Interrupo por Unidade Consumidora Fundo Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico Gerao Distribuda General Eletric Gases do Efeito Estufa Georeference Information System Generic Object Oriented Substation Events General Packet Radio Service Global System for Mobile Communications Grupo de Trabalho Home Area Network Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica International Business Machines Inter-Control Center Communications Protocol Imposto sobre Circulao de Mercadorias e Servios International Electrotechnical Commission Intelligent Electronic Devices

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IEEE II INMETRO IP IPCA IPEA IPI ISGAN JICA LAN LCD LED MAC MAIFI MC MCT MDL MDM MMA MME MMS MO MT NARUC NCM NERC NIST NT OLED OLSR OMS ONS OPC OSI P&D PADIS

Institute of Electrical and Electronic Engineers Imposto de Importao Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial Internet Protocol ndice de Preo ao Consumidor Amplo Instituto de Pesquisa Econmica Aplicada Imposto sobre Produtos Industrializados International Smart Grid Action Network Japan International Cooperation Agency Local Area Network Liquid Crystal Display Light - Emitting Diode Message Authentication Code Momentary Average Interruption Frequency Index Margem de Construo Ministrio de Cincia e Tecnologia Mecanismo de Desenvolvimento Limpo Meter Data Management Ministrio do Meio Ambiente Ministrio de Minas e Energia Manufacturing Message Specification Margem de Operao Mdia Tenso National Association of Regulatory Utility Commissioners Nomenclatura Comum do MERCOSUL North American Electric Reliability Corporations National Institute of Standards and Technology Nota Tcnica Organic Light Emitting Diode Optimized Link State Routing Outage Management System Operador Nacional do Sistema Eltrico OLE for Process Control Open Systems Interconnection Pesquisa e Desenvolvimento e Eficincia Energtica Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnolgico da Indstria de Semicondutores

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PAP PATVD PCH PDE PEE PG&E PHI PIB PIS PLC PLD PMU PROCEL PRODIST PROINFA PUCT RAN RCE REIDI RF RGR RPM RPS SCADA SCDE SCE SCL SECOM SGIP SIN SMF SMV SOA TAR TC TFEL

Planos de Prioridade de Ao Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnolgico da Indstria de Semicondutores Pequena Central Hidreltrica Plano Decenal de Energia Programa de Eficincia Energtica Pacific Gas & Electric Company Pepco Holding Incorporation Produto Interno Bruto Programa de Integrao Social Power Line Communications Preo de Liquidao de Diferenas Phasor Measurement Units Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica Procedimento de Distribuio Programa de Incentivo s Fontes Alternativas de Energia Eltrica Public Utility Commission Texas Regional Areal Network Redues Certificadas de Emisso Regime Especial de Incentivos para o Desenvolvimento da Infraestrutura Rdio-Frequncia Reserva Global de Reverso Rotaes por Minuto Renewable Portfolio Standard Supervisory Control and Data Acquisition Sistema de Coleta de Dados de Energia Southern California Edison Company Substation Configuration Language Secretaria de Comunicao Social da Presidncia da Repblica Smart Grid Interoperability Panel Sistema Interligado Nacional Sistema de Medio para Faturamento Sampled Values Service Oriented Architecture Tarifa Atualizada de Referncia Transformador de Corrente Thin-Film Electroluminescent

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TFSEE TI TIC TJLP TP TWACS TX UBP UCA UCM UE UML USD VPN WAN XML

Taxa de Fiscalizao de Servios de Energia Eltrica Tecnologia da Informao Tecnologia da Informao e Comunicao Taxa de Juros de Longo Prazo Transformador de Potncia Two Way Automatic Communication System Texas Uso de Bem Pblico Utility Communications Architecture Unidade Central de Medio Unio Europeia Unified Modeling Language Dlar Americano Virtual Private Network Wide Area Network Extensible Markup Language

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SUMRIO EXECUTIVOCom a publicao da Portaria n 440, de 15 de abril de 2010, foi criado o Grupo de Trabalho para estudo do conceito de redes eltricas inteligentes, tambm conhecidas como Smart Grid. Para avanar no tema, foram convidadas diversas entidades dos mais variados setores para apresentao das suas vises sobre esse novo conceito, com objetivo de levar ao GT a oportunidade de nivelar os conhecimentos sobre o estado da arte das redes inteligentes. Foram convidados representantes de distribuidoras, de reguladores do setor eltrico e de telecomunicaes, de associaes, de rgos financiadores, de tecnologia da informao, do setor acadmico, entre outros, os quais apresentaram as possibilidades e desafios a serem vencidos para implementao de novas tecnologias na rede eltrica. O GT tambm teve a oportunidade de visitar os EUA e ter uma viso mais clara de como esto as discusses sobre o tema ao redor do mundo, visto que participou de um Frum Global realizado em Washington, com participao de representantes de todos os continentes. Tambm visitou diversas concessionrias de energia eltrica e pode perceber como est o desenvolvimento dos projetos. Vrias mudanas na relao entre concessionria e consumidor foram constatadas. A gama de informaes que eles recebem proporciona uma maior dinmica na prestao do servio e na possibilidade de economia de energia, trazendo melhoria para todo o sistema. Em virtude da grande diversidade dos assuntos envolvidos, foram criados subgrupos de maneira a permitir um aprofundamento dos estudos, alcanando uma abordagem maior dos temas envolvidos. Um dos assuntos tratados pelos subgrupos foi o da arquitetura dos sistemas de tecnologia de informao (TI) aplicada ao conceito de redes eltricas inteligentes. Fazem parte dessa arquitetura mltiplos dispositivos de medio e comunicao, equipamentos de acionamento e controle, sistemas de comunicao de dados e sistemas computacionais, que devem operar de forma integrada. Essa interao ir produzir fluxo de dados capazes de alcanar grandes volumes, com exigncias distintas em relao a tempos de resposta e tambm com uma demanda elevada na capacidade de processamento. Para que o sistema opere de forma coordenada, pretende-se que as interfaces de comunicao de dados, bem como sua modelagem,

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sigam um protocolo aberto, pblico e padronizado, possibilitando a utilizao de equipamentos e softwares de diferentes fornecedores e permitindo a

interoperabilidade do sistema. Alm disso, para extrair os benefcios inerentes ao conceito de redes eltricas Inteligentes, os sistemas corporativos das empresas devem se adequar, operando de maneira integrada e tratando de modo eficiente a massa de dados disponibilizada pela nova arquitetura de TI, que deve garantir ainda a integridade dos dados, bem como manter a privacidade de informaes confidenciais de consumidores. As questes de segurana requerem maior avano no estado da arte, uma vez que as solues atuais no so abrangentes e no seguem um padro especfico. No caso particular da interoperabilidade no Brasil, esse ponto vem avanando com atividades no mbito da ABNT/CB-03 (projeto SiBMA) cujo objetivo conceber arquitetura e diversas camadas de protocolos, que sejam abertos, pblicos e padronizados. J existe tambm uma tendncia clara de uso de protocolos abertos (normas IEC 61850 e ICCP) em subestaes e centros de controle, o que permite um grau de inteligncia avanado na automao destes sistemas. Tambm foram apresentados estudos sobre medio associada aos sistemas de comunicao necessrios sua viabilizao, assim como avaliao de mecanismos de mercado para estimular a participao efetiva de agentes de pequeno porte - geradores e consumidores. Com relao aos medidores eletrnicos e inteligentes, foram analisadas alternativas de flexibilizao de requisitos e apresentada uma lista de funcionalidades e caractersticas que eles deveriam apresentar, para se tirar, no futuro, proveito do conceito Smart Grid. A ampliao da participao de agentes de pequeno porte foi avaliada sob a tica da oferta e da demanda, em que, para a primeira, recomendou-se a criao do agente comercializador varejista, que simplifica sobremaneira a participao de agentes de pequeno porte no mercado atacadista de energia e visa a atender a uma maior abertura de mercado. Para o lado da demanda, investigaram-se mecanismos implementados em outros pases que tratam da oferta de excedente de produo de gerao distribuda de pequeno porte (microgerao), onde o chamado net metering (apurao da diferena entre a energia que foi consumida e a que foi produzida) parece ser o modelo mais adequado realidade do mercado brasileiro. Outro ponto de foco foram os estudos econmicos, que abordou as dificuldades e solues encontradas pelos diversos pases na conduo do tema. Para o caso brasileiro foram lanadas algumas premissas para elaborao da

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estimativa de custos de um Programa Brasileiro de Redes Inteligentes, como reduo de pico de demanda, de perdas e de consumo total. No fim, foi apresentada a relao custo-benefcio para o caso brasileiro, com a instalao de medidores inteligentes, automatizao da rede e de meios de comunicao. A questo das possibilidades de financiamento desse projeto tambm foi abordada, colocando os encargos setoriais, o BNDES e outros incentivos fiscais como potenciais financiadores da implantao das redes inteligentes. A construo de sistemas de gerao, transmisso e distribuio de energia baseados no conceito Smart Grid necessariamente utiliza sistemas de

telecomunicaes para realizar suas funes essenciais. Nesse sentido, foi feito levantamento de experincias internacionais em telecomunicaes voltadas para a infraestrutura Smart Grid e avaliaes de possveis solues para o caso brasileiro. A questo das redes eltricas inteligentes no se esgota nesse relatrio, Deve-se enxerg-lo como uma primeira fase rumo modernizao. Ser ainda necessrio que polticas sejam definidas com objetivo de preparar um ambiente adequado dos pontos de vista econmico e regulatrio para dar incio a esse avano. Por se tratar de uma mudana na forma como a energia entregue ao consumidor, o relacionamento da concessionria com o cliente ser remodelada e a quantidade de informaes disponveis poder mudar os hbitos de consumo e aumentar a qualidade dos servios prestados. Essa mudana tecnolgica atingir vrios setores da economia, desde a indstria at a especializao da mo-de-obra e poder tornar a rede eltrica mais confivel.

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1 INTRODUODesde a criao da primeira rede de energia eltrica feita por Nikola Tesla em 1888, no aconteceram inovaes significativas na maneira como a energia eltrica fornecida ao consumidor. Muitas das tecnologias usadas naquela poca ainda continuam em uso, limitando a capacidade de inovao. Nos ltimos cinquenta anos, as redes no evoluram para encarar os desafios das mudanas modernas. Ameaas segurana, possibilidade de uso de energia alternativa e intermitente, metas de economia de energia para reduo de picos de demanda e controles digitais para aumentar a confiabilidade e abreviar a restaurao so alguns exemplos de desafios que tero que ser enfrentados nos prximos anos. A situao mais indesejvel em uma rede eltrica a interrupo de fornecimento. Em alguns casos essa falha no fornecimento se prolonga por vrias horas, aumentando o tempo de espera da populao pelo retorno da eletricidade. Essa situao afeta toda a economia, fazendo com que reas de produo, de prestao de servios e trnsito sofram impactos, gerando prejuzos. Sempre que h uma interrupo no fornecimento, percebemos o quanto somos dependentes da energia eltrica. Nossa segurana fica ameaada quando estamos no trnsito, em elevadores, caminhando pelas ruas, portanto, uma rede mais confivel o desejo de todos. Vivemos na era da tecnologia, e chega a ser surpreendente que as empresas de distribuio ainda dependam dos clientes para ser notificadas de uma falta de energia. Segundo informaes da Agncia Nacional de Energia Eltrica ANEEL , a mdia de perdas eltricas no Brasil de 16%. H um grande espao para avano nessa rea. A reduo dessas perdas pode significar a postergao de investimentos em gerao e o aumento dos investimentos em infraestrutura, melhorando a qualidade do fornecimento. Nossa matriz de gerao limpa. Contudo, nos ltimos anos, estamos acompanhando o crescimento do nmero de usinas trmicas. Devido dificuldade de construo de grandes usinas hidrulicas, fica evidente a necessidade de investimentos em pequenas geradoras, que estejam mais prximas aos centros de cargas e que ofeream mais oportunidades de comercializao.

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O conceito de Smart Grid se apresenta como uma tecnologia que permite o uso eficiente da energia eltrica e, assim, configura-se como importante ferramenta no enfretamento desses desafios. A implantao de redes inteligentes tem avanado em outras partes do mundo. Muitos pases tm se dedicado a estudos sobre essa tecnologia com investimento de volumosos recursos, e alguns j iniciaram a instalao dessas redes, com destaque para Itlia, Estados Unidos, Japo e alguns outros pases europeus. Nesse contexto, foi criado pela Portaria No 440, de 15 de abril de 2010, um Grupo de Trabalho GT com o objetivo de analisar e identificar aes necessrias para subsidiar o estabelecimento de polticas pblicas para a implantao do Programa Brasileiro de Rede Eltrica Inteligente Smart Grid. 1.1 ESTRUTURA DO RELATRIO Este relatrio est estruturado da seguinte forma: inicialmente apresenta-se o Grupo de Trabalho; na sequncia, introduz-se o conceito de Smart Grid, apresentando uma viso geral sobre esse conceito; em seguida discorre-se sobre o estado da arte; por fim apresentam-se os estudos realizados pelos subgrupos e um relato sobre a visita tcnica aos Estados Unidos da Amrica.

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2 O GRUPO DE TRABALHOO Grupo de Trabalho foi composto por representantes das seguintes instituies: Ministrio de Minas e Energia MME; Empresa de Pesquisa Energtica EPE; Centro de Pesquisas de Energia Eltrica CEPEL; Agncia Nacional de Energia Eltrica ANEEL; Operador Nacional do Sistema Eltrico ONS; e Cmara de Comercializao de Energia Eltrica CCEE.

Alm desses, tambm participaram dos trabalhos representantes da Agncia Nacional de Telecomunicaes ANATEL e da Eletrobras. Seguindo o disposto na Portaria, coube ao GT abordar os seguintes aspectos: O estado da arte no Brasil e em outros pases; Propostas de adequao das regulamentaes e das normas gerais dos servios pblicos de distribuio; Identificao de fontes de recursos para financiamentos e incentivos produo de equipamentos no pas; Regulamentao de novas possibilidades de atuao de acessantes no mercado, com possibilidade de usurios operarem tanto como geradores ou consumidores de energia eltrica. 2.1 ATIVIDADES Desde abril de 2010, os integrantes do GT realizaram dezoito reunies com representantes de diferentes setores. Houve interao com empresas, associaes, representantes de Estados estrangeiros, fabricantes, universidades e rgos governamentais. Alm disso, diversas outras reunies foram realizadas no mbito dos subgrupos.

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Tabela 2.1: Relao de Reunies do GT.Entidade CEPEL ANEEL APTEL CEMIG IBM ABINEE Data 17/05/2010 17/05/2010 01/06/2010 01/06/2010 10/06/2010 10/06/2010 Palestrante(s) Roberto Caldas Paulo Henrique Silvestri Lopes Pedro Luiz de Oliveira Jatob Denys C. Cruz de Souza Dario Almeida Roberto Barbieri Ubirajara Rocha Meira Mrcio Vencio Pilar Alcntara Tema Viso do CEPEL sobre o tema Viso da ANEEL sobre o tema Viso da APTEL sobre Smart Grid Smart Grid na CEMIG IBM Smart Grid Point-of-View Smart Grid Rede Inteligente Viso Abinee A ELETROBRAS e as Redes Inteligentes Projetos de Pesquisa & Desenvolvimento da ANEEL como ferramentas de desenvolvimento de Smart Grid no Brasil Viso da ABRADEE sobre a definio de Polticas Pblicas para a implantao de Redes Inteligentes no Brasil Proposta de Regulamentao de Medio Inteligente em Baixa Tenso Medio Eletrnica Viso do CCEE sobre a implantao das Redes Inteligentes - SMART GRID Viso do INMETRO sobre Redes Inteligentes O Controle Metrolgico Apoio do BNDES ao Setor Eltrico Viso da FINEP sobre Redes Inteligentes Viabilidade de Suporte Financeiro para o Desenvolvimento Cientifico e Tecnolgicos de Projetos Inovadores 8 8 Reunio 1 1 2 2 3 3 4 4

ELETROBRAS 18/06/2010

ANEEL P&D

18/06/2010

Fernando C. Maia ABRADEE 24/06/2010

5

ANEEL MEDIO ELETRNICA CEPEL

24/06/2010

Paulo Henrique S. Lopes Fbio Cavaliere de Souza Luciano Freire

5

01/07/2010

6 7

CCEE

08/07/2010 Luiz Carlos Gomes dos Santos Luiz Fernando Rust Costa Carmo Alexandre Siciliano Esposito Laercio de Sequeira

7

INMETRO

08/07/2010

BNDES

15/07/2010

FINEP

15/07/2010

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ANATEL

22/07/2010

Bruno Ramos, Maximiliano Salvadori Martinho, Marcos de Souza Oliveira. Ryo Maeda, Massato Takakuwa, Tadashi Muramoto Michael Dulaney

Viso da ANATEL sobre Infraestrutura de Telecomunicaes para a Implantao de um Programa de Redes Inteligentes Smart Grid Viso do Japo sobre Redes Inteligentes Experincia na Implantao de um Programa sobre Smart Grid Viso da CISCO sobre Redes Inteligentes Experincia com Implantao de Smart Grid Apresentao do andamento dos trabalhos Apresentao da GE

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10

JAPO

29/07/2010

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CISCO

12/08/2010 Coordenadores Fernando Rodriguez, Evaldo Mendona Paulo F. Ribeiro 17/09/2010

SUBGRUPOS

09/09/2010

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GE Technical University of Eindhoven Holanda GT GT GT APTEL e ANATEL

16/09/2010

Apresentao da viso Europeia

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07/10/2010 22/10/2010 05/11/2010 18/11/2010

GT GT GT GT

Avaliao da Visita tcnica aos EUA Assuntos Diversos Assuntos Diversos e Estrutura do Relatrio Final Apresentaes sobre desafios na rea de telecomunicaes.

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2.2 VISITA TCNICA AOS ESTADOS UNIDOS DA AMRICA Para aprofundar as teorias apresentadas nessas reunies, o GT realizou uma visita tcnica aos Estados Unidos da Amrica. Nessa viagem, observou-se como vrios pases esto engajados nesse novo tema. O GT teve a oportunidade de participar de um Frum Global sobre Smart Grid, visitar Concessionrias de dois estados americanos e se reunir com representantes de rgos reguladores e de padronizao. Essa visita tratada com mais detalhes no Captulo 8 desse relatrio.

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2.3 SUBGRUPOS Com objetivo de aprofundar os estudos nos aspectos abordados foram criados os seguintes subgrupos: Subgrupo de Tecnologia da Informao: focou na anlise da arquitetura de transmisso de dados para implantao das redes inteligentes; Subgrupo de Medio e Mercado: focou na avaliao de possvel flexibilizao dos requisitos tcnicos para implantao de sistema de medio para faturamento de pequenos agentes. Adicionalmente, este subgrupo estudou solues de mercado para viabilizar a entrada de agentes de pequeno porte e atender a uma ampliao da abertura de mercado no Setor Eltrico Brasileiro; Subgrupo de Estudos Econmicos: focou na anlise do custobenefcio da implantao de sistemas de redes inteligentes e avaliou fontes de financiamento para a criao de um Programa Brasileiro sobre o tema; Foi tambm criado um quarto subgrupo para estudos de Legislao. Todavia, houve a necessidade de se aprofundar nos estudos do estado da arte, para se ter a exata amplitude das modificaes que seriam necessrias no arcabouo legal. Dado o exguo prazo de durao do GT, esse tema deveria ter seu aprofundamento em uma possvel segunda fase. Neste relatrio, encontra-se o resultado das atividades desenvolvidas pelos subgrupos.

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3 O CONCEITO DE SMART GRIDO termo Smart Grid foi usado pela primeira vez em 2005 em um artigo escrito por S. Massoud Amin e Bruce F. Wollenberg, publicado na revista IEEE P&E, com o ttulo de "Toward A Smart Grid" (1). Existem vrias definies para o conceito de redes inteligentes, mas todas convergem para o uso de elementos digitais e de comunicaes nas redes que transportam a energia. Esses elementos possibilitam o envio de uma gama de dados e informao para os centros de controle, onde eles so tratados, auxiliando na operao e controle do sistema como um todo. Para se colocar em prtica tal conceito, algumas transformaes devem ser levadas a cabo, como a modernizao da infraestrutura, instalao de camadas digitais, como softwares e capacidade de processamento de dados, que so a essncia da rede inteligente, e mudanas na comercializao, necessrias para ampliar o nmero de acessantes. As primeiras tentativas de se instalar alguma inteligncia na rede advieram da medio eletrnica, que foi usada para monitorar o comportamento da carga de grandes consumidores. Com a instalao de equipamentos de comunicao, esses medidores iriam proporcionar o monitoramento em tempo real e o uso de aplicativos para a resposta de demanda. No incio de 2000, um projeto desenvolvido na Itlia para a larga instalao de medio eletrnica, chamado de Telegestore Project, previu a utilizao de cerca de 27 milhes de medidores eletrnicos com capacidade para comunicao via PLC Power Line Communications , que transmisso de dados via cabo de energia. Hoje, inmeros pases j esto modernizando suas infraestruturas de rede. Os Estados Unidos lanaram um pacote de estmulos que aportar cerca de US$ 4 bilhes, para financiar projetos de redes inteligentes. Alguns estados, como o Texas, j iniciaram a troca dos medidores e esto instalando grandes redes de telecomunicaes para transporte de dados, alm de estimularem a participao do consumidor com a criao de um portal na internet. Para a modernizao da rede, alguns conceitos devem estar associados: Confiabilidade; Eficincia; Segurana; Questes ambientais:21

Competitividade.

As principais funes requeridas em uma rede inteligente so: Auto-recuperao; Motivar consumidores a serem mais participativos; Resistir a ataques fsicos e cibernticos; Fornecer uma energia de melhor qualidade; Permitir vrios tipos de gerao e armazenagem de energia; Maior envolvimento do mercado; Permitir uma maior utilizao de gerao intermitente de energia.

Com a introduo de sensores e controles automatizados, a rede poder ser capaz de antecipar, detectar e resolver problemas no sistema. Assim, podem-se evitar ou mitigar faltas de energia, problemas na qualidade do servio e suas interrupes. Um dos principais objetivos uma maior participao do usurio. Nas redes inteligentes, estaro incorporados os aparelhos domsticos e o comportamento do usurio na utilizao deles. Isso permitir um melhor controle por parte do usurio no seu consumo, reduzindo seus custos atravs de sinais tarifrios emitidos pela concessionria. Uma pesquisa realizada em 2007 com 100 empresas de energia e 1900 consumidores dos EUA, Alemanha, Holanda, Inglaterra, Japo e Austrlia, apresentada no relatrio Plugging in the Consumer (2), revelou que 83% gostariam de poder escolher a fornecedora de energia, quase dois teros dos consumidores gostariam de receber energia de fontes renovveis e a mesma porcentagem gostaria de poder gerar sua prpria energia e vend-la concessionria. Com a medio em tempo real e a comunicao bidirecional, os consumidores podero ser recompensados pelos seus esforos em economizar energia. A microgerao distribuda, por sua vez, poder ampliar o mercado de fornecimento, aliviando o sistema como um todo, j que ela se encontra prxima das regies de consumo. Com essa nova tecnologia empregada nas redes, ser mais fcil a deteco de interrupes. As informaes em tempo real possibilitaro o isolamento das reas afetadas e o redirecionamento do fluxo de energia de forma a manter o maior nmero

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possvel de consumidores atendidos, ajudando na preveno de interrupo de fornecimento. Vrias formas de gerao podero ser alocadas na rede, como clulascombustveis, renovveis, alm de outras fontes de gerao distribuda. Essas fontes estaro mais prximas dos centros de cargas e permitiro aos consumidores no s a compra dessa energia, bem como a venda de seu excedente. Para a penetrao das fontes intermitentes ainda ser necessrio o avano do armazenamento da energia e de novas ferramentas computacionais. Embora venha sendo observada uma reduo nos custos das baterias, o preo delas constitui um empecilho para sua popularizao. As tecnologias envolvidas nesse conceito podem ser divididas em grupos: medio eletrnica, comunicao, sensoriamento e computao. 3.1 MEDIO ELETRNICA No se trata apenas dos medidores instalados nas residncias, indstrias e comrcio. Toda a medio envolvida, desde a gerao at o consumidor final, faz parte dessa categoria. O controle de perdas, planejamento e operao da rede esto diretamente ligados a essa tecnologia. Ao se substiturem os medidores eletromecnicos por outros eletrnicos, uma grande massa de dados poder ser alocada nos centros de controle das empresas, permitindo melhor planejamento e controle de toda a rede. Com esses medidores, vrios servios podero ser ofertados ao consumidor, alm de se mudar o conceito de utilizao das cargas, que podero ser controladas remotamente, tanto pelo usurio, quanto pela concessionria. O despacho de equipes dever ser bastante reduzido, j que a suspenso e religao do fornecimento podero ser feitas de forma remota pela concessionria, graas comunicao bidirecional dos novos medidores. Alm disso, uma falta ser percebida pela concessionria quase que automaticamente, no havendo mais a necessidade de o consumidor avisar empresa o fato. Com a introduo desse tipo de medidor, o consumidor ter mais condies de gerenciar seu uso de energia. Vrios aplicativos j esto em desenvolvimento para proporcionar o acesso aos dados de medio, auxiliando na tomada de deciso. Dados como consumo em tempo real, equipamentos que mais consomem energia, valor a pagar at o momento, projeo de fatura no final do ciclo so alguns exemplos23

de interao entre usurio e medidor. Outros servios ainda podem ser agregados, como por exemplo, o controle de cargas pelo usurio ou pela concessionria. Antes mesmo de chegar sua casa, o consumidor poder programar qualquer equipamento conectado rede eltrica. O preo da energia poder variar ao longo dia, j que a medio eletrnica permite que vrios postos tarifrios sejam programados. Esse sinal tarifrio proporcionar uma reduo do pico de demanda, gerando uma economia em investimentos de gerao e expanso de rede. 3.2 COMUNICAO Uma das funcionalidades mais importantes dos medidores inteligentes a capacidade de se comunicar com outros equipamentos instalados na rede ou mesmo dentro das unidades consumidoras. Essa inovao ser a responsvel por uma relevante mudana na prestao de servios de energia. J existe uma gama de tecnologia disponvel para propiciar essa comunicao. Entre elas o PLC, ZibBee, redes Mesh, Radiofrequncia e redes celulares (GRPS). A escolha de uma delas depender de uma srie de fatores, como topologia, preo, disponibilidade, alcance e viabilidade. Uma mesma concessionria dever fazer uso de mais de uma tecnologia, j que existem reas de concesso extensas e com grande variedade de terrenos e classes consumidoras. Umas das mais importantes decises a respeito da comunicao de dados a escolha do protocolo. O uso de um protocolo proprietrio e fechado poderia causar aumento nos preos e falta de competio no setor. Portanto, um protocolo pblico seria mais adequado para garantir a competio e a utilizao de equipamentos de vrios fabricantes sem necessidade de mudana na contratao de servios de comunicao de dados. Para que o conceito de redes inteligentes seja totalmente viabilizado, necessrio que essa comunicao seja feita em duas direes da concessionria para o cliente e vice-versa. Funes como a suspenso e religao de fornecimento remotas, envio de informao sobre consumo em tempo real e postos tarifrios vigentes dependem dessa comunicao bidirecional. Quando os diversos sistemas e seus componentes possuem a habilidade de operarem em conjunto, alcanamos o conceito de interoperabilidade. Ela permite a24

integrao, o funcionamento cooperado e a comunicao bidirecional entre os vrios elementos interconectados do sistema eltrico. Para que seja efetiva, dever ser estruturada uma padronizao de interfaces, protocolos e outros elementos de interconexo. H a necessidade de que os softwares dos equipamentos possam trocar informaes entre si, com capacidade de ler e escrever arquivos com formatos iguais e usar o mesmo protocolo. A questo da interoperabilidade poder ter impacto na economia, uma vez que a sua inexistncia poder criar monoplios. Por isso, muito importante que o Governo encoraje a criao de padres abertos ou pblicos para difundir a competio no mercado. 3.3 SENSORIAMENTO A instalao de sensores ao longo de todo o sistema de distribuio de energia eltrica outro passo para que a rede se torne realmente inteligente. A autorecuperao, uma das responsveis pela diminuio de clientes atingidos por faltas de energia, beneficiada com o sensoriamento da rede. Os sensores so responsveis por enviar as informaes para a central de controle da concessionria e prover dados para a tomada de deciso dos operadores da rede. A automatizao ser uma realidade e o religamento de reas no afetadas poder ser feito mais rapidamente, eliminando o desconforto dos usurios e aumentando a receita. 3.4 COMPUTAO O processamento dos dados recebidos por todos os equipamentos da rede ir aumentar substancialmente, por isso, torna-se necessrio que os centros de controle das distribuidoras sejam capazes de transform-los em informaes teis para os operadores. Muitos dados disponveis podem tornar confusa a leitura e a deciso pode ser equivocada e piorar as condies da rede. No h dvida de que um filtro necessrio.

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4 ESTADO DA ARTEH alguns anos vem-se debatendo no Brasil o tema Smart Grid. Vrios seminrios e eventos tm reunido fabricantes, concessionrias, pesquisadores, universidades e entidades governamentais para discutir o assunto. O objetivo desses eventos a disseminao do conceito de redes inteligentes, j que um tema muito abordado em todo o mundo. O que se busca com as redes inteligentes nada mais do que levar a tecnologia para o setor eltrico, que um segmento de fundamental importncia para todos os pases, mas que teve pouco desenvolvimento nas ltimas dcadas, ao contrrio de outras reas como telecomunicaes. bem verdade que a topologia do sistema no permite muitos testes e isso dificulta a implantao de tecnologias, uma vez que os consumidores no gostariam de ter seu fornecimento interrompido por conta de mudanas experimentais na rede. Contudo, a demanda que est se vislumbrando sinaliza que uma mudana nos padres de fornecimento e uso da energia eltrica tornou-se fundamental. Por isso, faz-se necessria uma mudana de relacionamento entre o consumidor e a concessionria, visando a um gasto eficiente e a um servio de qualidade. Hoje, utiliza-se a energia com pouco controle e conhecimento do perfil do uso. O consumidor tem uma nica informao de seu consumo quando recebe a fatura da energia e possui pouco incentivo para o uso racional desse bem. Pelo lado do servio prestado, as concessionrias precisam de mais ferramentas para melhorar o atendimento. inconveniente que ela necessite de um chamado do cliente para perceber uma falta de energia, que demore dias para ligar ou religar uma unidade, que s possa faturar o consumo de uma nica forma e com um nico preo para a classe residencial, que tenha porcentagens de perdas, sejam tcnicas ou no-tcnicas, em nveis elevados. Mas, afinal, como o conceito de redes inteligentes pode mudar esse cenrio? Quando se fala em fornecimento de energia eltrica, logo se pensa em trs setores: gerao, transmisso e distribuio. De uma forma geral, imagina-se a eletricidade sendo gerada em grandes usinas, passando por extensas linhas de transmisso at chegar aos grandes centros de carga e depois sendo conduzida aos consumidores pela distribuio.

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Agora, vamos imaginar uma gerao de energia j prxima do centro da carga, ou mesmo sendo produzida pelo consumidor. Isso iria simplificar o processo. No se prope que um sistema substitua o outro, algo praticamente impossvel, mas sim como complementares. Essa a diferena que surge quando se implementa uma rede inteligente: a capacidade de agregar. As fontes de energia limpa, como elica e solar, so tambm intermitentes. Por isso, sua integrao rede se torna complexa. Nesse ponto, as tecnologias que podem ser agregadas rede so de fundamental importncia para a introduo desse tipo de gerao. E estamos falando no apenas de grandes parques geradores, mas tambm de microgeraes, que podero atender prdios, bairros ou mesmo pequenas cidades, sempre no sentido de complementar os grandes blocos de energia. Essa integrao dever ser completa, possibilitado a participao de todos os agentes do setor. A Figura 4.1 ilustra esse novo conceito de integrao.

Figura 4.1: Conceito de integrao Smart Grid.(Fonte: Apresentao da IBM ao GT - Adaptada)

A Figura 4.2 ilustra uma topologia de rede inteligente.

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Figura 4.2: Topologia de Rede Inteligente.(Fonte: Apresentao da Center Point ao GT - Adaptada)

No Brasil, o segmento de transmisso encontra-se em estgio mais desenvolvido, mas ainda podero ser implantadas novas tecnologias, como PMU Phasor Measurement Units , tambm chamados de sincrofasores. Portanto, no segmento da distribuio que maiores esforos precisam ser concentrados. Como vimos na Figura 4.2, o medidor inteligente ir interligar a casa ou ponto comercial ao restante da rede. O primeiro ponto de recepo desses dados ser o concentrador. Ele pode receber informaes de um grande nmero de medidores e, ento, envi-las para pontos de retransmisso como torres, e destas, para subestaes ou outros pontos, para depois serem transmitidos para os centros de controle da distribuio. Fontes de energia podero ser conectadas s redes, como o veculo hbrido plugin e os painis fotovoltaicos. Com isso, alm de suprir a demanda do consumidor, o excedente poder ser ofertado ao sistema, criando um novo agente comercializador de energia. Dentro das residncias tambm teremos novidades. Ao se criar uma rede domstica centrada no medidor, vrios servios podero ser oferecidos e haver um novo relacionamento entre cliente e concessionria, bem como uma nova relao entre o consumidor e seu uso da energia.

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Na Figura 4.3, podemos observar um esquema de como podem interagir diferentes equipamentos dentro desse novo conceito.

Figura 4.3: Rede Inteligente dentro das residncias.(Fonte: Apresentao da Center Point ao GT - Adaptada)

Geralmente, tem-se usado a tecnologia ZibBee. Todo equipamento com esse tipo de conexo poder se comunicar com o medidor, transmitindo e recebendo informaes e comandos. Se o consumidor permitir, a concessionria ter a capacidade de controlar a carga dentro de cada residncia, como, por exemplo, regular a temperatura de aparelhos atravs dos termostatos inteligentes, ou, at mesmo, ligar e desligar cargas. Dessa forma, as concessionrias podero limitar a demanda e evitar sobrecargas nas redes. Outra forma de limitar os picos de demanda a tarifao diferenciada por postos horrios. Como o medidor pode registrar o consumo em diferentes perodos ao longo do dia, podero ser aplicadas maiores tarifas em horrios de maior concentrao de demanda, evitando que muitos consumidores usem a energia ao mesmo tempo, aliviando o sistema. Como vimos, os projetos desenvolvidos nos diversos pases tiveram motivaes diversas: modernizao do parque eltrico, viabilidade de implantao de microgerao, reduo de perdas tcnicas e comerciais, expanso das fontes renovveis, eficincia energtica e eficincia dos processos de distribuio, desenvolvimento econmico, dentre outros. Para o programa brasileiro deve-se

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encontrar com clareza sua motivao e sobre ela desenvolver as polticas necessrias para sua implantao. A Figura 4.4 apresenta, de uma forma geral, diversas reas e atores de mercado que podero compor a estrutura de um programa brasileiro de redes inteligentes. A base sustentada pela poltica governamental, que dar suporte ao desenvolvimento do programa com definio de diretrizes. Na sequncia da cadeia so elencados temas que devem ser considerados: regulao e a financiamento, mudana na infraestrutura, evoluo da cadeia de negcios, revoluo dos servios e impactos no mercado e nos usurios.USURIOS MERCADO

Revoluo Servios

EVOLUO DA CADEIA DE NEGCIO

INFRAESTRUTURA

FINANCIABILIDADE

REGULAO

POLTICA GOVERNAMENTAL (Diretrizes, Plano de Governo)

Figura 4.4: Estrutura de Governana em Smart Grid.

4.1 MEDIDOR INTELIGENTE um dos componentes principais de todo o sistema. Ele o responsvel pela maioria das tarefas em uma rede inteligente. Capaz de processar dados e enviar comandos para vrios outros equipamentos, permitindo a integrao de toda a cadeia de fornecimento. Alm de medir o consumo em intervalos programados, o medidor inteligente se utiliza de uma combinao de tecnologias, como sensores de tempo real, notificao de falta de suprimento e monitoramento da qualidade da energia.

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Uma de suas maiores vantagens que ele possui comunicao bidirecional, podendo receber e enviar dados. Vrias tecnologias podem ser usadas para tal, como ZibBee, PLC, rede Mesh, GRPS, entre outras. No Brasil, a ANEEL instaurou a Audincia Pblica no 043/2010 para discutir o modelo de medidor a ser instalado nas residncias e estabelecimentos comerciais e industriais atendidos em baixa tenso. Pela minuta levada ao debate na Audincia, as grandezas medidas devero abranger, no mnimo, a energia ativa, a reativa e a tenso de fornecimento. Como funcionalidades, a Agncia prope que os medidores possam registrar o incio e a durao das interrupes, apurar DRP Durao Relativa da Transgresso de Tenso Precria e DRC Durao Relativa da Transgresso de Tenso Crtica , registrar at quatro postos tarifrios, alm de outras a critrio de cada concessionria. Ainda no mbito da Audincia, foi proposto um sistema de comunicao que tenha capacidade de comunicao bidirecional, fazer leituras, suspenso e religao do fornecimento remotas. Foi proposto que sejam disponibilizadas ao consumidor as informaes relativas ao consumo de energia eltrica ativa e reativa, alm dos dados sobre a continuidade do fornecimento. Outra proposta que deve ser informada a identificao do posto tarifrio corrente. 4.2 SISTEMAS DE COMUNICAO Inmeras tecnologias esto disponveis no mercado para a transmisso de dados entre a unidade consumidora e os centros de operao das concessionrias. A escolha dever se basear na necessidade de confiabilidade, segurana e disponibilidade de cada servio oferecido. O tipo de operao a ser executada tambm outro quesito que vai pesar na escolha desse servio. Aqueles considerados crticos, como controle e operao de chaves devero exigir uma infraestrutura mais robusta e disponvel, sem apresentar gargalos de transmisso e com resposta rpida e eficiente. Outras operaes, como leituras, podero utilizar sistemas pblicos, nos quais no h urgncia de obteno dos dados. Podemos observar quatro camadas na rea de telecomunicaes: HAN Home Area Network , LAN Local Area Network , RAN Regional Area Network e WAN Wide Area Network. Cada uma correspondendo a um trecho no qual as informaes devero trafegar. Por causa disso, vislumbram-se algumas necessidades31

como: prioridade, disponibilidade, latncia, conectividade, segurana e custo de um sistema prprio. A HAN abrange a residncia e no dever apresentar grandes entraves na questo da comunicao de dados. Podem ser usadas as tecnologias Wireless, como ZibBee, ou mesmo a PLC. LAN e RAN cobrem as informaes concentradas nos diversos medidores. Uma tecnologia com maior capacidade de transmisso requerida. Para a WAN, o ideal o uso de fibras ticas. Tambm conhecido como Backbone, essa a fase final do transporte de informaes. O emprego de tecnologias consagradas e de novas tecnologias de telecomunicaes para atendimento das diversas aplicaes proporcionadas pelas redes inteligentes considera alm do aspecto regulatrio, tambm o custo, a viabilidade tcnica, o mercado e a confiabilidade. Aplicaes que demandam transmisso de taxas de dados elevadas e que utilizam como suporte sistemas de telecomunicaes baseados em redes sem fio podem caracterizar uma situao de uso faixa de frequncia exclusiva, justificada por requisitos como exigncia de alto nvel de confiabilidade e indisponibilidade de recurso. A partir de justificativas dessa natureza e das polticas pblicas para o setor de energia, considerando a implantao do Smart Grid no Brasil e a eventual necessidade de destinao de recursos de espectro, ser estudada em conjunto com a ANATEL a apresentao de proposta de um modelo regulatrio que atenda aos requisitos tcnicos para a aplicao desejada. Um ponto que tem ganhado destaque nas discusses em todo o mundo a questo da segurana da informao. Afinal, dados sobre hbitos de todos os consumidores estaro trafegando pelas redes. Alm disso, uma atuao de um hacker poderia desligar um medidor ou mesmo interferir nos comandos de subestaes ou religadores. Segundo relatrio da Pike Reserch, cerca de 15% de todo o investimento em redes inteligentes ser destinado a essa rea nos prximos cinco anos. O fato de a rede estar mais interligada aumenta a possibilidade de ataques.

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4.3 INTEROPERABILIDADE a capacidade de o sistema se comunicar de forma transparente com outro sistema. Por isso, recomendvel que eles trabalhem com padres abertos de comunicao. O uso de protocolos comuns entre vrios equipamentos uma condio desejvel para que se obtenha uma maior competitividade no setor. Os padres proprietrios sempre trazem consigo uma elevao nos preos e criam monoplios que so prejudiciais modicidade tarifria. O National Institute of Standards and Technology - NIST vem trabalhando no sentido de que protocolos internacionais j existentes venham a ser utilizados nas redes inteligentes. Por isso foi criado um Painel para Interoperabilidade das Redes Inteligentes. Ele integrado por setores do governo, comits de padronizaes, grupos de trabalhos, equipes de aes prioritrias. Todos trabalhando em conjunto objetivando as melhores solues para que se garanta a interoperabilidade da rede (3). 4.4 GERAO DISTRIBUDA E ARMAZENAMENTO Um dos motivadores para o avano dessas duas reas a questo ambiental. A preservao do meio ambiente com a diminuio do uso de fontes de energia a base de combustveis fsseis est cada vez mais presente na pauta de governos de diversos pases. As fontes de gerao elica e solar tm encontrado espao para avanos cada vez mais significativos. Pases como Alemanha e Dinamarca alcanam percentuais de 20% da matriz pertencente a essa categoria. O estado americano do Texas j comeou a implantao de um parque elico de cerca de 20 GW, demonstrando o incentivo do governo americano para tornar sua matriz energtica mais limpa at 2020 (4). Para amenizar a intermitncia desse tipo de gerao, avanos no armazenamento de energia esto sendo conquistados. Um pas que trabalha fortemente nessa rea o Japo. Devido a grandes restries de construo de novas usinas, o governo japons trabalha para promover a eficincia energtica e a

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pesquisa em novas baterias capazes de armazenar grandes quantidades de energia a preos mais satisfatrios. A utilizao em larga escala de painis fotovoltaicos em residncias e estabelecimentos comerciais pode levar a uma nova forma de gerao de energia eltrica. As redes inteligentes tero capacidade de receber energia proveniente desses painis, criando uma nova forma de comercializao da energia. O consumidor deixaria de apenas pagar pela energia gasta, mas assumiria papel de vendedor, na medida em que o excedente seria repassado rede. A definio de quanto isso poderia custar uma questo de poltica pblica. Vrios pases remuneram essa venda com tarifas que podem chegar a trs vezes o valor da energia que consumida; em outros, apenas se faz a contabilizao do consumo e da venda, tendo os dois o mesmo valor de faturamento. A conexo desses novos agentes rede pode ser um empecilho para a difuso dessa forma de gerao. As exigncias de equipamentos de medio e as dificuldades tcnicas de se garantir a segurana na operao dessa conexo so entraves que precisam ser vencidos. Por isso, foi criado um Subgrupo de medio para estudar formas de se amenizar esses entraves e proporcionar a introduo da gerao distribuda, ou microgerao, no programa de rede inteligente no Brasil. Os resultados desse estudo esto no Captulo 6 deste relatrio. 4.5 VECULOS ELTRICOS A tecnologia de construo de veculos movidos a eletricidade tem evoludo bastante nos ltimos anos. Existem vrios modelos prontos para a comercializao a partir de 2011. Os modelos hbridos plug-in, que usam combustvel fssil para acionar um gerador, aumentando a autonomia, so uma realidade em vrios pases. O grande desafio para a utilizao em larga escala desses veculos so os pontos de reabastecimento. Como lidar com uma carga dinmica a ser abastecida pela rede eltrica ainda um problema a ser resolvido. Esse um ponto que merece mais estudos, uma vez que no houve tempo hbil para se aprofundar no tema. Todo esse arcabouo de mudanas demanda investimentos. O baixo consumo per capita e a grande quantidade de consumidores de baixa renda podem ser um entrave para a implantao de nova rede de energia.34

Torna-se necessrio que fontes de investimento estejam disponveis com linhas diferenciadas a juros baixos. A tarifa no suporta a criao de encargos, portanto a utilizao dos fundos existentes pode ser uma alternativa vivel. Trata-se de uma tarefa que transcende um setor. Inmeros setores estaro envolvidos nessa transio de uma rede de energia tradicional para outra nova e com recursos mais abrangentes, capazes de abarcar as tecnologias modernas, com introduo de gerao limpa e renovvel. Os benefcios no se limitaro rea de energia eltrica, estendendo-se tambm indstria e criao de empregos, ajudando a manter a economia aquecida, na trilha do crescimento sustentvel. 4.6 VIABILIDADE TECNOLGICA Quando se fala em mudana tecnolgica, logo vem mente a relao custobenefcio. Para mudar as redes de distribuio, as concessionrias precisaro fazer investimentos e, consequentemente, devero ser remuneradas. Por outro lado, a Agncia Reguladora trabalha para garantir a modicidade tarifria e reconhece apenas os investimentos considerados prudentes. Essa equao precisa ser solucionada. Entende-se que um passo seria a coleta de informaes em projetos pilotos no Brasil e exterior, alm de definir as fontes de recursos destinadas implantao da tecnologia. Esses caminhos podem ajudar a estimar o custo-benefcio dessa mudana. Nesse sentido, alguns estudos foram desenvolvidos pelo Subgrupo de Estudos Econmicos, e os resultados so apresentados no Captulo 7. Alguns benefcios so de difcil quantificao, como, por exemplo, a melhora na qualidade da energia, o efeito da diminuio da interrupo de fornecimento na economia e a satisfao do consumidor em ter um servio mais rpido e eficiente prestado pela distribuidora. 4.7 REGULAO E LEGISLAO O aumento da quantidade de informaes sobre o consumo ir beneficiar e facilitar o trabalho da regulao. Um dos primeiros ganhos a diminuio da assimetria de informaes percebidas pela Agncia Reguladora.

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A maior disponibilidade de dados decorrente da implantao de redes inteligentes tem consequncias positivas sobre as atividades da distribuidora, sobre a interao do consumidor com o servio prestado, assim como tambm sobre o regulador, visto que auxilia a diminuio da assimetria de informaes em relao aos agentes regulados. Esta ltima consequncia tem reflexos positivos sobre as atividades de desenvolvimento da regulao e execuo da fiscalizao. Muitas das mudanas advindas das redes inteligentes encontraro obstculos na legislao vigente. Essa uma rea que merece mais estudos. Dessa forma, ainda devero ser mapeados os impactos da legislao e avaliadas propostas de aprimoramento para encaminhamento.

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5 ESTUDOS DE TECNOLOGIA DA INFORMAO5.1 INTRODUO O cenrio de evoluo do setor eltrico, ao atingir o conceito de Smart Grid, traz benefcios para consumidores, concessionrias, demais agentes participantes do setor de energia eltrica e a sociedade em geral, mas tambm demanda importantes requisitos para sua implementao. Esses requisitos devem ser contemplados durante a evoluo do cenrio de mdio em longo prazo para adoo dos conceitos de Smart Grid. Esse cenrio composto por inteligncia na transmisso e em

centros de controle, inteligncia em subestaes, inteligncia na distribuio e nas instalaes do consumidor final. Em resumo, envolve evoluo em todas as fases no setor eltrico. Em particular, os cenrios para a implantao de Smart Grid requerem uma dependncia grande entre sistemas heterogneos. Em termos de arquitetura de sistema, o conceito de Smart Grid envolve mltiplas entidades com potencial troca de dados que pode alcanar grande volume de dados e tempos de resposta distintos. O desempenho deve ser escalvel para permitir entrada de novas entidades. Dessa forma necessrio compreender os requisitos de comunicao entre entidades e delinear como seria possvel tornar a arquitetura escalvel. O objetivo do relatrio apresentar uma introduo do estado da arte da arquitetura de sistemas com base no conceito de Smart Grid. 5.1.1 Cenrio Um sistema complexo para o fornecimento de energia envolve mltiplos processos. No caso de Smart Grid, buscam-se elementos de tecnologia a proporcionar inteligncia em vrias fases do fornecimento de energia eltrica. A Figura 5.1 apresenta uma viso abrangente de processos dispostos em uma camada fsica, composta por fases de transmisso, subestao, distribuio, consumidor, fontes alternativas etc. A camada fsica composta pelas diversas tecnologias a permitir inteligncia na transmisso, distribuio ou consumo de energia eltrica. composta por elementos tais como medidores eletrnicos, equipamentos de proteo e operao das redes de transmisso e distribuio, gerao distribuda,

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sincrofasores e elementos de inteligncia em subestaes como IEDs (Intelligent Electronic Devices).gerao centralizada

transmisso

subestao distribuio consumidor gerao distribuda

infraestrutura de comunicao

Figura 5.1: Viso abrangente do cenrio Smart Grid. Devido necessidade de monitorao nestas vrias fases, identificam-se para cenrio de Smart Grid tambm camadas lgicas a auxiliar que os processos ocorram. A camada lgica de superviso deve monitorar e gerir os processos que ocorrem na camada fsica. Existem numerosos sistemas a gerir tais processos como sistema SCADA Supervisory Control and Data Acquisition System em um Operador responsvel por mltiplos agentes, um sistema de gerenciamento de dados de medio MDM Meter Data Management , sistemas de automao e controle em subestaes, sistemas de automao em redes de distribuio, etc. A Figura 5.2 ilustra a camada de superviso com alguns desses elementos sobre a camada fsica. H pelo menos uma camada adicional para tornar possvel a monitorao nestas vrias fases. Essa infraestrutura de superviso depende de uma camada de infraestrutura de comunicao que permite a troca de informao entre diversas entidades. Na distribuio, por exemplo, necessrio aquisio de dados de medidores eletrnicos para o sistema de medio MDM. Nesses sistemas, por necessidades de cobrir reas geogrficas potencialmente extensas, o uso de redes Mesh, que permite aos elementos de comunicao de dados formar uma malha para

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transmisso de dados, por exemplo, pode ser uma opo atraente.

Em reas

urbanas com alta densidade populacional, torna-se possvel tambm o uso de alternativas de comunicao, como fibra tica. A Figura 5.3 ilustra a camada de infraestrutura de comunicao.

usina

Sincrofasores

transmissGerao distribuda Superviso e Controle SCADA subesta

Medio eletrnica distribuiMDM

consumidor infraestrutura de comunicao

energia

Figura 5.2: Viso lgica da infraestrutura de superviso e medio.

Figura 5.3: Infraestrutura de Comunicao. 5.1.2 Requisitos de Arquitetura 5.1.2.1 Comunicao de dados Como as interfaces ocorrem entre entidades distintas provenientes

potencialmente de fabricantes distintos, a comunicao de dados deve seguir um39

padro aberto. Muitos sistemas j utilizam comunicao em tempo-real, por exemplo, sistemas SCADA. Nesse caso a comunicao necessariamente ocorre por protocolo de comunicao. Nos ltimos anos, vem se consolidando a tendncia no uso de redes compartilhadas e baseadas em pacotes. Essa tendncia vem da fora da arquitetura da internet que tambm se baseia em redes de pacotes (redes IP Internet Protocol). A tendncia utilizar protocolo ICCP Intercontrol Center Communications Protocol para comunicao entre centros de controle e tambm como soluo inter-SCADA nas prprias empresas, por exemplo, ao transmitir informao em tempo-real de centros regionais para um centro de operao da empresa. Em sistemas de proteo e automao localizados, como subestaes, a norma IEC 61850 veio a permitir flexibilidade e projeto de funes atravs de uso de redes de alta velocidade como Ethernet (100 Mbit/s ou 1Gbit/s). Ao utilizar redes Ethernet, torna-se possvel agrupar funes entre mltiplos Dispositivos Eletrnicos Inteligentes. Isso permite prover inteligncia em subestaes para compor solues de restabelecimento automtico de subestao, transferncia de carga entre transformadores etc. 5.1.2.2 Modelo de dados Os dados transmitidos em uma interface devem ser apresentados em modelo de dados que seja compreendido entre distintas entidades. A tendncia atual em formatar informao semntica em formatos baseados em XML Extensible Markup Language deve ser seguida. H vrios casos recentes de modelo de dados baseados em XML: A norma IEC 61850 define um modelo para aquisio de dados de dispositivos eletrnicos inteligentes. A norma define uma linguagem de configurao SCL Substation Configuration Language que baseada em XML. A partir dessa configurao, o projetista pode planejar um esquema de superviso, controle e proteo de uma subestao. O modelo utilizado para a definio de parmetros dos IEDs. Isto permite que um fabricante de IED fornea a informao a um fabricante de sistema de superviso de dados de forma que se torna simples importar os dados. A norma CIM Common Information Model define um modelo comum para dados de sistema de superviso e controle. O modelo

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passvel de extenso e vem sendo adotado por operadores e empresas do setor eltrico. Atualmente ocorrem testes de

interoperabilidade entre diversos fabricantes. A norma IEC 61968 define uma extenso do modelo CIM para dados de sistemas de distribuio de energia. 5.1.2.3 Segurana da Informao necessrio definir solues que garantam a integridade de dados transmitidos de forma a evitar possveis fraudes, ou ataques aos sistemas de informao, como por exemplo, medio eletrnica. Tambm necessrio definir autenticidade de entidades que transmitem e das que recebem dados. A rea de segurana reconhecida pelo NIST como uma rea em que o estado da arte ainda se encontra aqum do necessrio para os requisitos de segurana em Smart Grid (5). H necessidade de protees contra violao de

informao em medidor