Critérios para Seleção de Medidores Inteligentes

A definição de uma estratégia de projeto e de contratação que considere os processos de manutenção e operação da planta é de fundamental importância para que os objetivos finais operacionais e financeiros sejam atingidos. Além das funcionalidades de medição de grandezas elétricas e de faturamento, segundo as regras tarifárias vigentes, no contexto de um projeto AMI é necessário observar os recursos de comunicação disponíveis para acesso

remoto aos dados. Os tipos de tecnologia de comunicação suportados e embarcados nos medidores inteligentes produzidos para o marcado brasileiro são GPRS e RF Mesh, além da disponibilidade de uma interface Ethernet e interfaces seriais para a conexão com módulos externos de outras tecnologias alternativas. Interfaces PRIME PLC amplamente utilizadas na Europa não são facilmente encontradas nos modelos nacionais de medidores. Embora não seja essencial por não ser uma tecnologia viável no Brasil para implementações em larga escala, é recomendada para ser utilizada em situações pontuais de agregação local de medidores instalados em condições desfavoráveis a propagação de RF. Nestas situações os concentradores PRIME PLC são conectados via cabo até um ponto externo de saída para uma rede RF Mesh ou GPRS.

A interface dos medidores inteligentes com a tecnologia RF Mesh precisa ser tratada de forma criteriosa. Isto porque esta tecnologia, diferentemente da tecnologia GPRS, embora esteja totalmente definida a partir de padrões abertos e interoperáveis fim-a-fim pela entidade Wi-SUN Alliance, ainda não é plenamente adotada pela maioria dos fabricantes de equipamentos. Em última análise, a total interoperabilidade fim-a-fim entre equipamentos fabricados por diferentes fornecedores em uma mesma rede, ainda não é garantida. Isto implica que as NICs embarcadas nos medidores inteligentes e RAs precisam ser fornecidas pelo mesmo fabricante dos equipamentos dos APs e Repetidores da infraestrutura de rede. Esta situação torna a seleção de fornecedores de medidores inteligentes por parte da distribuidora dependente da estratégia, do modelo de negócio definido, e dos acordos comerciais firmados entre os fabricantes de infraestrutura de rede smart grid e os fabricantes de medidores. Esta situação de dependência dos fornecedores de infraestrutura smart grid não interessa as distribuidoras do ponto de vista operacional e financeiro. A condição de contorno é a exigência na fase de projeto e cotação da certificação de integração com os fornecedores de rede e a homologação no INMETRO de, pelo menos, três modelos de fabricantes de medidores inteligentes diferentes. O cenário ideal que é a adoção plena, por parte de todos os fabricantes de rede, de todos os padrões adotados pelo Wi-SUN Alliance. A entidade concluiu no final de 2016 o protocolo de testes de interoperabilidade fim-a-fim para a tecnologia RF Mesh para smart grids. Desta forma os laboratórios credenciados Wi-SUN Alliance irão testar e certificar os dispositivos de rede e dispositivos terminais segundo o protocolo definido. Até o momento os testes de interoperabilidade estão sendo feitos apenas até a camada 1 (Física) referente ao padrão IEEE 802.15.4g.

No caso do projeto estudado neste trabalho a situação de outubro de 2011 era de conclusão por parte do IEEE do padrão a ser adotado para a camada 2 (Enlace) e início dos estudos de

interoperabilidade. Como decorrência cada fabricante projetou os seus equipamentos “com base” nos padrões existentes sem a garantia de interoperabilidade com outros fornecedores. Embora na ocasião deste projeto tenham sido solicitados três fabricantes de medidores inteligentes compatíveis com a versão RF Mesh implementada pelo fornecedor da infraestrutura de rede e pelo INMETRO, somente dois fabricantes de fato concluíram a integração fim-a-fim e conseguiram a homologação INMETRO no tempo necessário. Os modelos que foram viabilizados foram o SL7000 da Itron, e o A3RBR da Elster ilustrados nas Figuras 10 e 11 [27, 28].

Para uma eventual necessidade de comunicação PRIME PLC para agregação local de um grupo de medidores, nenhum dos dois modelos possuem interface interna disponível. Caso surja alguma situação na qual a comunicação não possa ser estabelecida por RF, existe a possibilidade de conexão de um modem PRIME PLC externo via interface Ethernet ou serial dos medidores.

Outra funcionalidade requerida e fundamental para a operação da planta de medidores instalados é a possibilidade de atualização remota dos firmwares carregados nos medidores e interfaces de rede via rede de comunicação, além da possibilidade de atualização local. Esta modalidade de atualização remota é conhecida como Over The Air (OTA) e é essencial para a operação de todos os dispositivos terminais de uma rede smart grid tendo em vista a escala da ordem de milhões ou dezenas de milhões de pontos terminais para serem operados e gerenciados.

Figura 10: Elster A3RBR – Modem GPRS Integrado - NIC RF Mesh

Figura 11: Itron SL7000 - Modem GPRS - NIC RF Mesh

Do ponto de vista de funcionalidades requeridas para a medição e faturamento dos clientes do Grupo A no contexto de um projeto AMI, os medidores inteligentes devem proporcionar pelo menos as seguintes:

 Registro de todas as estruturas tarifárias contempladas pelas normas vigentes incluindo medição de Unidade de Faturamento de Energia Reativa (UFER) e a Demanda Máxima Corrigida Registrada (DMCR) que indica a demanda de consumo de energia com fator de potência inferior a 0,92 nos horários tarifários de ponta e fora de ponta.

 Medição de fronteiras entre agentes do setor, atendendo às exigências da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) e do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS).

 Possuir faixa estendida de tensão de alimentação para operação em padrões de instalação de forma a reduzir os custos de estoque e complexidade de gestão operacional.

 Possuir funções de segurança contra fraude ou tentativa de intervenção humana de forma a eliminar as perdas não técnicas (perdas comerciais).

 Ser compatível com os padrões de medição e comunicação IEC, ANSI, ABNT, DLMS/COSEM, IEEE, IETF, etc. e com as Remotas de mercado.

NIC RF Mesh Modem GPRS

 Medição e faturamento bidirecional em tempo real Ativa, Reativa (quatro quadrantes), e Aparente em valores agregados e fase por fase, de forma a permitir a medição e faturamento no sentido Concessionária–Cliente, ou no sentido inverso Cliente– Concessionária para o caso de clientes com planta de autogerarão que entreguem para a rede de distribuição o seu excedente de energia.

 Dispor de um relógio interno para controle de mudanças de tarifações Horo-Sazonais, além da possibilidade de controle externo.

 Medição de parâmetros de qualidade da energia com níveis dos limites de tensão configuráveis para a análise detalhada de Sag/Swell, e Distorção Harmônica Total (THD).

 Possibilitar a geração de Diagrama Fasorial na Página Fiscal proporcionando maior detalhamento do processo de fiscalização e combate a perdas.