Além dos avultados investimentos necessários a um projeto desta natureza, há desafios tecnológicos e logísticos a vencer [44]. Como refere o autor de [37], o fornecimento de energia deixa de ser o único serviço prestado pelas Smart-Grids para se lhe juntar a disponibilização de informação do que está a acontecer na rede em tempo real. Tal como o autor de [45] menciona, serão necessárias redes de comunicações bidirecionais na rede de distribuição para a disponibilização da informação. Neste sentido o centro de comando poderá comunicar com os equipamentos assim como a comunicação entre equipamentos, em tempo real. Mais ainda é imperativo a instalação desses equipamentos com capacidade de comunicação bidirecionais permitindo a monitorização e operação da rede. Estes e outros desafios são corroborados por outros autores:
⇒ Localização dos defeitos na rede [29, 46-48] ⇒ Custos de Investimento [17, 49, 50];
⇒ Redes de Comunicação [41, 49];
⇒ Restrições técnicas de exploração da rede [46, 51].
Em [45] é mencionada a criação de uma rede alargada (“Wide Area Network”, WAN) para possibilitar a comunicação entre os sistemas de SCADA (“Supervisory Control and Data Acquisition”) e equipamentos capazes de realizar ações na rede através de telecomando. Ainda assim, estes deverão enviar ao centro de comando informação sobre o seu estado e a aquisição de dados. Dos principais impactos expectáveis deste projeto, alguns relacionam-se diretamente com a melhoria da qualidade de serviço:
⇒ Otimizar a operação da rede de distribuição;
⇒ Redução de perdas de potência com a contribuição das fontes de geração dispersas;
⇒ Reduzir o tempo de resolução de defeitos na rede; ⇒ Modo de funcionamento em ilha;
⇒ Minimizar a manutenção corretiva e otimizar a manutenção preditiva; ⇒ Monitorização dos equipamentos;
⇒ Melhor eficácia na análise de defeitos;
⇒ Melhoria dos indicadores de qualidade de serviço; ⇒ Informação detalhada da operação de rede.
No entanto, para além das redes de comunicação e dos equipamentos telecomandados há restrições a ter em conta [38]. Classificação de cargas (prioridades), capacidade dos cabos e transformadores, número de operações de cada equipamento e sequência de operações a seguir são mencionadas em [43]. O autor de [52] descreve que no caso prático da ENEL2 um
dos principais desafios é a posição estratégica dos equipamentos de corte automáticos, assunto que será aprofundado na Secção 3.2.
A opinião do autor de [48] é de que a deteção do defeito é a base para conseguir implementar o conceito de Self-Healing eficazmente, à imagem do que foi referido na Secção 2.5. Outro dos seus pontos de vista refere que as estratégias de implementação deste conceito necessitam de ser analisadas em maior pormenor, impedindo que defeitos sucessivos aconteçam pela violação de parâmetros técnicos da rede aquando da reconfiguração. Em [53] esse tema é igualmente abordado e são apresentadas 2 soluções:
⇒ Modo Preventivo de Funcionamento; ⇒ Modo Corretivo de Funcionamento.
Resumidamente, o modo preventivo limita-se a manter a rede a operar num estado normal e prevenir o acontecimento de defeitos. Caso estes ocorram, este deverá prevenir que defeitos sucessivos possam ocorrer. Para isso localiza o defeito e isola-o da rede. Quanto ao modo corretivo, este deverá colocar a rede num estado de funcionamento ótimo e melhorar a eficiência da rede, levando-a para um estado de maior segurança e menor vulnerabilidade operacional. O funcionamento do modo corretivo é fruto da falha do modo preventivo ou da falha de algum sistema de proteção na rede.
Outra opinião é apresentada pelo autor de [43]. A sua visão diverge para 3 modelos de implementação: modelo Centralizado, modelo Distribuído nos equipamentos e modelo Distribuído nas subestações.
O modelo Centralizado segundo o autor é caracterizado por:
⇒ Inteligência concentrada no Centro de Comando, em sistemas SCADA/DMS; ⇒ Informação topológica de toda a rede;
⇒ Permite o processo de minimização de perdas na rede de forma mais eficaz que os outros modelos;
⇒ Consegue lidar com múltiplas falhas simultâneas;
⇒ É dos três modelos aquele com maior dependência em redes de comunicação;
2 ENEL é uma das empresas de distribuição de energia elétrica Italiana. Fornece serviços de
produção, distribuição e venda direta de energia elétrica aos clientes. É a maior companhia Italiana do tipo e uma das maiores da Europa.
Em contrapartida a abordagem Distribuída pelos equipamentos de corte na rede é caracterizada por:
⇒ Dissemina toda a inteligência pelos equipamentos telecomandados, espalhados pela rede;
⇒ Elevada eficiência com baixo número de equipamentos comunicantes;
⇒ Dada a sua reduzida área de atuação não tem em consideração a Geração Distribuída (ver Secção 2.5.2) nem a integração do veículo elétrico na rede; ⇒ Como desvantagem em relação à solução Centralizada, não consegue lidar com
múltiplas falhas simultâneas.
Situada entre os dois modelos encontra-se a terceira abordagem denominada por Distribuída enquadrada nas subestações:
⇒ Dissemina a inteligência pelas subestações, criando áreas de controlo limitadas (DGA, “Distribution Grid Area”), ver Figura 2.5;
⇒ Necessita de redes de comunicação locais, entre subestação e equipamentos dentro da sua DGA;
⇒ Permite a redução das perdas na rede;
⇒ Considera a integração do veículo elétrico na rede assim como a Geração Distribuída;
⇒ Controlo quer na subestação quer pelo centro de comando.
Figura 2.5 – Modelo de Self-Healing Distribuído enqudrado nas subestações [43].
Outro facto relevante nesta opção é o paralelismo do seu conceito de funcionamento com o conceito das MicroRedes3 e a sua operação em modo ilha, viabilizando o controlo e
exploração da MicroRede tendo em conta a contribuição das fontes de energia distribuída.
3 MicroRede é um conceito criado para definir uma parte da rede de distribuição que por razões de
manutenção ou defeito ficou isolada e continua em funcionamento alimentando os clientes através de fontes de geração dispersa.
Como apontam os autores em [40, 46] a geração distribuída desempenha um papel fundamental no funcionamento das MicroRedes, significando que um maior número de clientes é alimentado. Na Secção 2.5.2 é abordado o impacto da geração distribuída nas redes de distribuição e o seu contributo para o Self-Healing.