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Plataformas Tecnol

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Plataformas Tecnol gicas em desenvolvimento, para as Redes El tricas do Futuro Aderbal Borges, Ph.D InnovaCon Ger ncia Ativa nfase no valor da energia nfase no ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Plataformas Tecnol


1
Plataformas Tecnológicas em desenvolvimento, para
as Redes Elétricas do Futuro
  • Aderbal Borges, Ph.D
  • InnovaCon

2
INDICE
  • Plataforma Americana Intelligrid
  • Plataforma Européia - SmartGrid

3
Plataforma Tecnológica Americana para as Redes
Elétricas do Futuro
4
Plataforma Intelligrid- Características -
  • Iniciativa EPRI Energy Power Research
    Institute
  • Participantes
  • Concessionárias
  • Fabricantes
  • Agências
  • Órgãos reguladores
  • Universidades
  • Centros de Pesquisa
  • Organização Consórcio

Consumidores
Reguladores
Utilities
Fabricantes
Objetivos
5
Consórcio Intelligrid- Participantes -
  • U.S. Utilities
  • Public Service Electric Gas
  • Alliant Energy
  • Long Island Power Authority
  • Salt River Project
  • TXU
  • We Energies
  • Bonneville Power
  • Administration
  • Consolidated Edison Company
  • New York Power Authority
  • Kansas City Power Light
  • International Utilities
  • Polish Power Grid Company
  • Electricite de France
  • Public Agencies
  • U.S. Department of Energy
  • California Energy Commission

6
Intelligrid- Objetivos -
Rede elétrica
Rede elétrica Inteligente (Intelligrid)
confiabilidade
capacidade
Comunicações
serv. usuários
Controle computacional
Resultados
Arquitetura Intelligrid
  • Metodologia
  • Ferramentas
  • Recomendações (padrões)
  • e tecnologias)
  • Tecnologias independentes
  • Estruturas de teste
  • Novos produtos e
  • serviços

Medição automática
Automação da distribuição
Resposta de demanda
Medidas em área metropolitana
7
Arquitetura Intelligrid- Requisitos -
  • Auto-restauração e Adaptativa
  • Interativa com consumidores e mercado
  • Otimizada para melhor uso dos recursos e
    equipamentos
  • Preditiva ao invés de reativa, para prever
    emergências
  • Distribuída dentro de limites geográficos e
    organizacionais
  • Integrada, juntando monitoramento, controle,
    predição e manutenção, EMS, DMS, marketing e TI
  • Mais segurança, quanto a ataques

8
Consórcio Intelligrid- Visão e Missão -
  • Visão
  • Uma nova infra-estrutura de fornecimento de
    energia elétrica que integra avanços em
    comunicações, informática e eletrônica, para
    atingir as necessidades energéticas do futuro.
  • Missão
  • O Consórcio Intelligrid vai possibilitar o
    desenvolvimento, integração e aplicação de
    tecnologias para facilitar a transformação da
    infra-estrutura de energia elétrica para prover,
    a custo competitivo, produtos e serviços seguros,
    de alta qualidade e confiáveis.

9
Consórcio Intelligrid- Etapas -
  • Determinação das necessidades
  • das empresas participantes
  • Identificação dos atributos
  • chaves da infra-estrutura do
  • futuro.

Configuração dos objetivos do projeto e
decisões sobre suporte
Visão do Sistema
  • Ações que necessitam ser compreendidas
  • para desenvolver a nova infra-estrutura

Análise gaps da infra
Análise detalhada dos gaps
  • Requisitos e capacitações
  • faltantes no sistema atual

10
Consórcio Intelligrid- Ações detectadas -
  • 1. Criar uma infra-estrutura de comunicações com
    interfaces abertas (na arquitetura)
  • 2. Desenvolver métodos computacionais rápidos e
    precisos para modelar e analisar a
    infra-estrutura elétrica
  • 3. Caracterizar os requisitos de segurança,
    qualidade, confiabilidade e disponibilidade da
    infra-estrutura
  • 4. Desenvolver e implementar tecnologias efetivas
    em custo para suportar a automação, o
    monitoramento em tempo real e o controle do
    sistema de fornecimento de energia
  • 5. Viabilizar que recursos de energia distribuída
    terão papel importante no mercado
  • 6. Desenvolver ferramentas de predição efetivas
    para o fornecimento, carga e dados de mercado
  • 7. Criar produtos e serviços de alto valor
    agregado, efetivos em custo, para colaborar no
    controle dos consumidores e das empresas, e
    direcionar o uso da energia para uma forma
    aceitável em termos ambientais.

11
Consórcio Intelligrid- Projetos e tecnologias
identificados -
  • Projetos
  • Arquitetura Integrada de Sistemas de Comunicação
    e de Energia
  • Arquitetura de Comunicações Aberta para Recursos
    de Energia Distribuídos com Automação Avançada da
    Distribuição.
  • Tecnologias
  • Modelamento e Simulação Rápidos para a
    Infra-estrutura Elétrica Inteligente
  • Portal de Comunicação com os Consumidores
  • Eletrônica Avançada para Energia
  • Tecnologias de Comunicação para Suportar o
    Programa.

12
Consórcio Intelligrid- Outras tecnologias
importantes -
  • Qualidade e Confiabilidade da Infra-estrutura
  • Monitoramento, Comunicação, Comando e Controle
  • Agentes de Redes Inteligentes, Processamento de
    Informação, e Visualização
  • Gestão Dinâmica de Confiabilidade e Risco
  • Integração do Armazenamento de Energia

13
Consórcio Intelligrid- Estudos em andamento -
14
Consórcio Intelligrid- Consumer Portal -
15
Consórcio Intelligrid- Aplicações do Consumer
Portal -
  • Aplicações futuras
  • Integração do monitoramento de usuário com FSM
  • Controle de roubo
  • Diagnóstico de desempenho de equipamento remoto
  • Análise de energia e de facilidades de
    sub-medição
  • Monitoramento remoto da qualidade da energia e de
    serviços
  • Controles de carga automático integrado com RTP
  • Integração da geração de RTP de propriedade do
    usuário para participação do usuário no mercado
  • Disponibilidatínua de informações de medição aos
    usuários
  • Aplicações atuais (exemplos)
  • AMR (radio and PLC)
  • Tarifas por Tempo de Uso
  • Controle especial de carga durante príodos de
    pico
  • Controle de Carga Direto (ex.radio),
    termostatos controláveis
  • Construção de Sistemas de Gerência de Energia
  • Agregação de DG (backup) para participação no
    mercado
  • Informação de medição e análise da energia via
    Web
  • Deteção e notificação de queda de energia
  • Agregação de medição para múltiplos locais ou
    empresas

16
Consórcio Intelligrid- Framework -
QUEM participa QUE informação será trocada COMO
os dados serão interpretados ou processados ONDE
ficarão localizados os dispositivos de
interação QUAIS tecnologias serão usadas para
facilitar ou gerenciar as trocas
17
Arquitetura Intelligrid- Quem usa? -
  • Eng. de Sistema
  • ferramentas, métodos e informação para acelerar o
    projeto de sistema
  • Fabricante de Equipamentos
  • ferramentas para planejamento de novos produtos
  • Órgãos de padronização
  • identifica gaps e sobreposições com os padrões
    existentes
  • Organizações de Pesquisa
  • visão para o futuro e identificação de áreas para
    trabalho futuro
  • Executivos e Reguladores
  • visão de alto nível das funcionalidades futuras
    do sistema de energia
  • Pessoal de mediação
  • insight para especificação funcional de
    dispositivos
  • Planejadores do Sist. Energia
  • visão das funcionalidades futuras do sistema de
    energia
  • Arquiteto do Sist. Comunicações
  • recomendações e requisitos base para políticas e
    procedimentos

18
Consórcio Intelligrid- Resultados -
19
Consórcio Intelligrid- Estratégia para acelerar
os trabalhos -
  • Consenso - sobre as necessidades do sistema
    elétrico do futuro e tecnologias necessárias
  • Desenvolvimento plataformas abertas (baseadas
    em tecnologias de comunicação e informação)
  • Demonstração das novas capacitações do sistema
  • Expansão
  • Disseminar resultados
  • Interagir com outras organizações de PD
  • Influenciar e contribuir com organismos de
    padronização
  • Informar reguladores e fazedores de políticas

20
Consórcio Intelligrid- Primeiros Resultados -
  • Versão atualizada dos 4 Relatórios
  • 3 testes de campo
  • Website interativo (atualização trimestral)
  • Modelo industrial de arquitetura (atualização
    trimestral)
  • Workshops p/treinamento em todas as empresas
    participantes
  • Modelo de Arquitetura Intelligrid para se
    desenvolver projeto de referência de resposta de
    demanda (California Energy Commission)
  • Participação em organizações de padronização
    internacionais

21
Consórcio Intelligrid- Projeto Piloto da SCE -
  • Projeto AMI (Advanced Metering Infrastructure)
    na Southern California Edisons (SCE)
  • Fornece informações aos usuários para subsidiar
    decisões sobre o uso da energia
  • Medidor consistente com a Arquitetura
    Intelligrid ou seja, com relação a requisitos de
    sistema, infraestrutura de comunicações,
    estrutura e protocolos software, etc (garantindo
    operação destes dispositivos em qualquer rede no
    País)
  • Geração de 18 Casos de Usos permitiram geração
    de requisitos comerciais e de usuários

22
Consórcio Intelligrid- Projetos em andamento
(2008) -
  • 161.001 Intelligrid Technology Transfer and
    Information Services
  • 161.002 IntelliGrid Architecture Development for
    Transmission Operations
  • 161.003 Transmission Fast Simulation and Modeling
  • 161.004 Communications Infrastructure for
    Advanced Distribution Automation
  • 161.005 CIM Applications and Development for
    Distribution Operations and Management
  • 161.006 Distribution Fast Simulation and Modeling
  • 161.007 Communications and Control Architecture
    Requirements for Integrating Demand Response,
    Customer Resources and Energy Efficiency
    Technologies
  • 161.008 Extension of Common Information Model to
    Integrate Demand Response, Customer Resources,
    and Energy Efficiency Trechnologies
  • 161.009 Designs for Interfacing Intelligent
    Building Controls for Demand Response, Energy
    Efficiency and Distributed Resources
  • 161.010 Infrastructure Living Laboratory
    Assessment of Communication, Metering and Smart
    Device Cost, Benefit, Interoperability and
    Performance
  • 161.011 Security Information Sharing and Lessons
    Learned
  • 161.012 Security of High Speed, High Bandwidth
    Communications in Energy Management Systems
  • 161.013 Security Metrics for Energy Management
    Systems

23
Consórcio Intelligrid- Arquitetura Intelligrid -
24
Consórcio Intelligrid- Orçamento -
U 60M anuais
25
Plataforma Tecnológica Européia para as Redes
Elétricas do Futuro
26
FP6 Framework Programme
  • Reuniu recursos, expertise e projetos
  • diversos em andamento na CE (2002-2006)
  • melhor troca de informação
  • soluções inovadoras
  • coordenação

European Technology Platform SMARTGRIDS
27
ETP Smartgrids- Objetivos -
  • Criar uma visão conjunta das redes de energia da
    Europa de 2020 e após
  • Participantes
  • Indústrias
  • Empresas de transmissão
  • Empresas de distribuição
  • Institutos de pesquisa
  • Universidades
  • Órgãos
  • objetivos claros
  • estratégia ambiciosa

EC 2006 Green Paper A European Strategy for
Sustenaible, Competitive and Secure Energy
28
ETP Smartgrids- Visão -
  • Redes
  • Flexíveis (à prova da evolução)
  • Acessíveis (inclusive para fontes de energia
    renováveis e geração local c/baixa emissão de
    carbono)
  • Confiáveis
  • Econômicas (graças à inovação e gestão eficiente)
  • conjunto de soluções técnicas de rápida
    implantação e competitivas possibilitando redes
    atuais aceitar injeção de outras fontes de
    energia
  • harmonizar cronogramas de regulamentação e
    business em toda a Europa
  • estabelecer padrões e protocolos (interfaces
    abertas -independência de fornecedor)
  • desenvolver sistemas de informação, comunicação
    e informática que possibilitem maior eficiência
    às concessionárias e melhores serviços aos
    usuários
  • garantia de interfaceamento entre sistemas atual
    e futuro (interoperabilidade da automação e
    planos de controle)

29
ETP Smartgrids- Atores Necessidades e
Responsabilidades -
  • Usuários
  • Companhias de eletricidade
  • Prestadoras de serviços de energia
  • Provedores de tecnologias
  • Pesquisadores
  • Empresários
  • Órgãos reguladores
  • Agencias Governamentais
  • Provedores de soluções avançadas
  • Mão-de-obra capacitada

30
ETP Smartgrids- Motivadores -
  • Mercado Interno
  • Liberalização
  • Inovação e Competitividade
  • Preços baixos e eficiência
  • Segurança e Qualidade de Fornecimento
  • Disponibilidade de energia primária
  • Confiabilidade e qualidade
  • Capacidade
  • Ambiente
  • Poluição
  • Mudanças climáticas
  • Preservação da natureza e da vida animal

31
ETP Smartgrids- Redes Futuras -
32
ETP Smartgrids- Porque smarts? -
  • Permitem que o usuário tenha papel ativo no
    fornecimento de energia. Gestão de demanda é uma
    fonte indireta de geração e economias são
    premiadas
  • O novo sistema fornece maior eficiência à medida
    que novos enlaces são interligados através da
    Europa e permite troca eficiente de energia
  • Condições ambientais são consideradas, graças à
    exploração de fontes de energia sustentáveis.

33
ETP Smartgrids- Visão da Rede Futura -
34
Gerência Ativa
Amanhã Rede segura integrada combinando
geração centralizada e DGs
Hoje Energia altamente centralizada e poucos
DGs
Estágio final
Estágio intermediário
Estágio inicial
35
Gerência Ativa
  • A evolução da gerência ativa pode ser descrita
    como se segue
  • Estágio Inicial Ampliação do controle remoto e
    monitoramento de DG (geradores distribuídos) e
    RES (fontes de energ. renováveis) para facilitar
    maior atividade de conexão. Algumas conexões irão
    contar com contratos bilaterais com geradores
    distribuídos para serviços auxiliares.Regras
    deverão ser definidas para estabelecer os
    requisitos físicos e geográficos de contratação.
  • Estágio Intermediário Um regime de gerência
    capaz de acomodar quantidades significativas de
    DG e RES devem ser definidas características
    comerciais e de serviços locais e globais,
    adaptabilidade sem sobrecarga de informação,
    características de controle
  • Estágio Final Total gerência ativa de energia.
    Um regime de gerência de rede de distribuição
    usando comunicação em tempo real e controle
    remoto para atender a maior parte dos requisitos
    dos serviços da rede. As redes de transmissão e
    distribuição são ambas ativas, com funções de
    controle harmônicas e interagindo em tempo real e
    eficiente fluxo de energia.

36
ETP Smartgrids- Framework -
Requisitos da rede e necessidades dos usuários
Análise de exequibilidade e viabilidade
comercial
Projetos pilotos (teste para adoção plena)
Adoção comercial
Projetos Catalistas (p/achar soluções de
problemas)
Soluções e estratégias (técnicas, comerciais e
regulatórias)
37
Projetos da Área de Energia - FP6 (20022006) -
Areas do Programa FP6 No. Projetos Budget Total (M) Participação CE (M)
Sustainable Energy Systems 33 137,5 78,3
Information Society Technologies 5 29,3 15,1
Scientific Support to Policies 5 4,1 35,0
SMEs Research Activities 1 2,4 14,0
International Cooperation (INCO) 8 10,7 81,0
Research and Innovation 2 2,9 1,9
Marie Curie Host Fellowships 1 1,6 1,6
TOTAL 55 188,5 109,9
38
Projetos (FP6) em- Sistemas de Energia
Sustentáveis -
Sistemas de Energia Sustentáveis No. Projetos Budget Total (M) Participação CE (M)
Novas Arquitetura e Integração de Sistema 27 115,8
Armazenamento (para Energia) 1 5,9
Tecnologias Avançadas 5 15,8
39
Projetos da Área de Energia - FP7 (20072013) -
Areas do Programa FP6 No. Projetos Budget Total (M) Participação CE (M)
Sustainable Energy Systems 33 137,5 78,3
Information Society Technologies 5 29,3 15,1
Scientific Support to Policies 5 4,1 35,0
SMEs Research Activities 1 2,4 14,0
International Cooperation (INCO) 8 10,7 81,0
Research and Innovation 2 2,9 1,9
Marie Curie Host Fellowships 1 1,6 1,6
TOTAL 55 188,5 109,9
40
List of Acronyms
  • AC Alternating Current
  • CHP Combined Heat and Power
  • CO2 Carbon Dioxide
  • DG Distributed Generation
  • DSM Demand Side Management
  • ETP European Technology Platform
  • EU European Union
  • FACTS Flexible AC Transmission Systems
  • GDP Gross Domestic Product
  • GIL Gas Insulated Line
  • HVDC High Voltage Direct Current
  • ICT Information and Communication Technology
  • IEA International Energy Agency
  • NOx Nitrogen Oxides
  • RD Research and Development
  • RES Renewable Energy Source
  • RTD Research and Technological Development
  • SO2 Sulphur Dioxide
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