Embora muitas distribuidoras já estejam instalando sistemas de monitoramento de QEE, ainda há falta de conhecimento em alguns aspectos do processo de monitora- mento, como quantidade de medidores, localização ideal para instalação dos medidores, processamento de dados e apresentação de resultados.
Em 2011, o grupo de trabalho CIGRE / CIRED JWG C4.112 fez uma pesquisa para identificar a prática de monitoramento de QEE em um âmbito global. No total foram entrevistadas 114 empresas de 43 países diferentes [54].
Dentre várias confirmações importantes, a pesquisa constatou que, em 2011, 60% das distribuidoras entrevistadas tinham mais de 20 qualímetros fixos instalados na rede. Os dados eram processados através de softwares proprietários dos qualímetros em 86% dos casos e apenas cerca de 20% das empresas entrevistadas possuíam softwares específicos para o gerenciamento de QEE.
Além disso, a pesquisa apontou que 72% das empresas utilizavam os resultados do processamento de dados somente em situações específicas e não possuíam relatórios periódicos para avaliação da QEE no sistema.
A norma IEEE Std 1159-2019 [55] enfatiza que as distribuidoras em todo o mundo têm encontrado dificuldades no processamento de grandes quantidades de dados, uma vez que a maioria dos operadores do sistema não possuem tempo e/ou conhecimento para analisar os resultados e diagnosticar as relações causa/efeito de maneira eficiente, reforçando ainda mais a importância de desenvolver um sistema de gerenciamento simples e eficaz para tomada de decisões.
O artigo [56], publicado pelo CIGRE JWG. C4.24 em 2016 reforça que a interação entre oferta e demanda de energia está em transformação. Em sistemas futuros, os distúr- bios de qualidade podem ter características não conhecidas, tornando necessários novos estudos, normas e indicadores de QEE. Em contrapartida, as distribuidoras e empresas de energia buscam cada vez mais a redução de indicadores e simplificação da informação. Essa contradição é um dos principais desafios a ser superado na área.
Considerando o contexto das redes inteligentes, pode-se dizer que, até o momento, o estágio mais avançado dos sistemas de monitoramento da QEE consiste na integração de diversos sistemas com informações pertinentes à QEE em uma única plataforma.
Algumas concessionárias alcançaram um nível de integração pelo menos parcial [12,
17,27] enquanto que outras indicam tal tarefa como um objetivo futuro no desenvolvimento de seus projetos [37] e [20].
O trabalho [15], de 2012, analisa a possibilidade da concepção de um sistema in- tegrado para o monitoramento da qualidade da energia elétrica, sendo conduzidos três
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projetos pilotos na Bósnia e Herzegovina. Tal sistema iria utilizar não só os dados regis- trados nos monitores de QEE, mas também os dados provenientes do sistema SCADA, dos medidores de faturamento e de outros sistemas da rede de distribuição. A ideia é que tais sistemas, embora desenvolvidos e instalados para diferentes propósitos, pudes- sem contribuir na composição de uma única base de dados, permitindo a realização de análises mais aprofundadas.
Os autores argumentam que a instalação de monitores de QEE em todos os nós da rede não é economicamente viável, devido ao alto custo envolvido. Assim, toda informação disponível em outros instrumentos (medidores, relés de proteção, registradores de faltas, entre outros) se torna valiosa, principalmente nos pontos em que não há um monitor de QEE instalado.
Os trabalhos [27] e [12] apresentam alguns resultados obtidos a partir do sistema de monitoramento implementado na Consolidated Edison. Em 2014, o sistema já integrava os dados provenientes dos monitores de QEE, dos relés de proteção, dos registradores digitais de faltas, dos sensores de ângulo de fase, do sistema SCADA, do sistema de monitoramento de baterias e do sistema de dados geográficos (GIS - Geographic Information System).
O diagrama de blocos da Figura 3.21 mostra como é feita a integração desses dispositivos, sendo utilizado o software PQView○ para o gerenciamento dos dados.R
Figura 3.21 – Integração de sistemas adicionais para auxílio no gerenciamento de QEE [27] .
Capítulo 3. Sistemas de Gerenciamento de QEE - Estado da Arte 86
O trabalho [17] sobre o projeto conduzido na Romênia e publicado em 2016, tam- bém indica que ações estão sendo tomadas no sentido de integrar diversos sistemas em uma única plataforma, o que, segundo os autores, é a melhor solução no que diz respeito ao monitoramento da qualidade da energia elétrica.
Levando em consideração a extensão do sistema SCADA já implantado em várias subestações e o fato de que os dispositivos utilizados já possuem algumas funcionalidades de QEE, os autores discorrem que, do ponto de vista econômico, seria mais eficiente utilizar tais dispositivos no monitoramento da rede do que instalar qualímetros novos em todas as subestações, ainda que tenham menor precisão.
A integração de sistemas fornece maior flexibilidade de gerenciamento aos opera- dores, permitindo a realização de estudos mais detalhados. Dentre esses sistemas, pode-se citar: sistema de gerenciamento de interrupções, sistema de localização de faltas, sistema SCADA, sistema de proteção e registradores digitais de falta.
3.7
Considerações finais
A função dos sistemas de monitoramento e gestão dos indicadores de qualidade compreende em coletar as informações dos instrumentos de medição, organizá-las e apresentá- las em um formato amigável que permita a avaliação do desempenho do sistema e a ve- rificação de conformidade com os padrões regulatórios servindo como base para tomadas de decisões.
Este capítulo teve como objetivo apresentar uma revisão bibliográfica ampla sobre os principais sistemas de gerenciamento de indicadores de qualidade da energia desenvol- vidos até o momento no Brasil e no mundo.
Foram apresentadas as principais arquiteturas dos sistemas de monitoramento, os tipos de comunicação e os principais elementos de um software de gerenciamento: banco de dados, processamento de dados, tratamento estatístico e apresentação dos resultados. Com base nos trabalhos consultados, pode-se dizer que o modelo objeto-relacional é o tipo de banco de dados mais utilizado em sistemas de gerenciamento de qualidade. Trata-se do armazenamento de um conjunto de dados, com seus respectivos atributos e relacionamentos predefinidos entre si. São exemplos de RDBMS os softwares Oracle, MySQL, PostGre SQL e Microsoft SQL Server.
Em geral, o processamento de dados pode ser efetuado de duas maneiras: em um dispositivo central único, ou utilizando a solução web. Dentre os aspectos abordados nesse tópico destaca-se a importância da compatibilização dos dados provenientes de diferentes medidores para um formato único permitindo alta flexibilidade do sistema.
Capítulo 3. Sistemas de Gerenciamento de QEE - Estado da Arte 87
dados coletados à números limitados de indicadores. Vale ressaltar que a maioria dos siste- mas de gerenciamento optam por considerar o percentil 95% para calcular os indicadores de qualidade diários ou semanais.
Uma vez coletados e transformados em informações úteis, os dados devem ser apresentados de maneira clara e objetiva. Esse capítulo descreveu alguns exemplos de interfaces gráficas e diversas formas de apresentação de dados através de relatórios, gráficos e indicadores de qualidade georeferenciados.
Finalmente, foram apresentadas as tendências dos sistemas de gerenciamento no contexto da desverticalização da geração e ascensão das smart grids.
Com base nos trabalhos consultados, verifica-se uma tendência de desenvolvimento e implantação de soluções que propõem a integração de diversos sistemas em uma única plataforma. Tais sistemas, embora desenvolvidos e instalados para diferentes propósi- tos, contribuem na composição de uma única base de dados possibilitando análises mais aprofundadas e maior flexibilidade. Dentre esses sistemas, pode-se citar: o sistema de ge- renciamento de interrupções, o sistema de localização de faltas, o sistema SCADA e o sistema de proteção.
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4 Proposta de um SGQ
4.1
Considerações iniciais
Considerando a necessidade de manter os indicadores de qualidade dentro dos limites estabelecidos pelo PRODIST, o monitoramento e o gerenciamento destes é uma necessidade preemente das distribuidoras.
A quantidade massiva de registros de eventos e de diferentes indicadores faz com que a gestão da qualidade de energia seja uma tarefa difícil de ser efetuada eficientemente sem o auxílio de um sistema adequado de gestão.
Dentro desse contexto, este capítulo apresenta um sistema de gerenciamento de qualidade (SGQ) em desenvolvimento pela UNIFEI em parceria com a Sinapsis para o monitoramento da QEE nas redes da EDP SP e EDP ES no âmbito de um projeto de P&D.
O sistema de gerenciamento de qualidade (SGQ) proposto pode ser dividido ba- sicamente em quatro partes: rede de monitoração, aquisição de dados, ferramenta para cálculo dos indicadores de QEE e interface homem-máquina para apresentação dos resul- tados.