Smart Grid
Redes de Computadores I
Alunos:
Gabriel Pelielo Rafael Acc´acio Rodrigo Moys´es
Universidade Federal do Rio de Janeiro
13 de Julho, 2016
Motiva¸c˜ ao
• Demanda por energia cresce muito r´apido em todo o planeta.
• Como atender a todos? −→ Smart Grid
• Gera¸c˜ao distribu´ıda de energia
• Infraestrutura inteligente
• Maior eficiˆencia e maior estabilidade do sistema
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Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
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Introdu¸c˜ ao
” ´E uma rede moderna que permite o fluxo bidirecional de energia, usando comunica¸c˜ao nos dois sentidos e t´ecnicas de controle, que possibilitar´a novas
funcionalidades e novas aplica¸c˜oes.” - National Institute of Standards and Technology [8]
Introdu¸c˜ ao
• Atender a demandas de energia el´etrica no futuro.
◦ Tecnologias, equipamentos e metodologias.
◦ Arquitetura baseada em sensoriamento e automa¸c˜ao.
◦ Integra¸c˜ao entre diferentes fontes de energias renov´aveis na rede.
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Figura: Fluxograma de conex˜oes entre produtores e consumidores energ´eticos em uma smart grid
Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
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Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ ao (AMI)
• Arquitetura Computacional
• Interconex˜ao entre fornecedor e usu´ario
• Comunica¸c˜ao bidirecional
• Medidores inteligentes
Medidores Inteligentes
• Dispositivos medidores de consumo energ´etico
• Fluxo bidirecional de informa¸c˜oes
• Monitoramento e tarifa¸c˜ao mais detalhados
• Controle de gastos pelo
consumidor Figura: Medidor inteligente utilizado comercialmente.
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Estrutura do AMI
• Composta por trˆes redes: HAN (Home Area Network), NAN (Neighbourhood Area Network) e WAN (Wide Area Network).
• Cada residˆencia comp˜oe uma HAN.
• Cada HAN possui um medidor inteligente relacionado `a ela.
• Uma vizinhan¸ca de medidores comp˜oe uma NAN.
• Uma regi˜ao com diversas NANs tem seus dados concentrados, formando uma WAN.
Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ ao
Figura: Fluxograma de uma AMI contendo redes HAN, NAN e WAN.
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Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
Tecnologias e conceitos necess´arios para implementa¸c˜ao da smart grid:
• Gera¸c˜ao Distribu´ıda
◦ Populariza¸c˜ao de energias renov´aveis.
◦ Microgeradores (at´e 100kW) e geradores de m´edio porte (at´e 30MW) conectados diretamente `a rede.
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Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
• Armazenamento de Energia
◦ Aumento da demanda energ´etica.
◦ Armazenamento necess´ario para realizar ajuste fino da demanda e evitar sobrecargas.
◦ Hidrel´etricas com reservat´orios, baterias de carros el´etricos.
◦ Baterias como forma de suavizar a necessidade energ´etica.
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Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
Projetos-Piloto
• Iniciativas de implementa¸c˜ao est˜ao sendo feitas no mundo todo.
• Investimentos feitos tanto por grandes empresas como por governos.
• No Brasil, projeto de P&D de redes inteligentes da ANEEL.
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Figura: Top 10 pa´ıses em investimento federal em Smart Grid (2010).
Figura: Mapa de Projetos-piloto de smart grid no Brasil, destacando-se os Estados e a quantidade de consumidores.
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Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
Conclus˜ ao
• Necessidade de uma moderniza¸c˜ao da rede movida pelo aumento da demanda energ´etica.
• Essa inova¸c˜ao pode trazer algumas desvantagens, como:
◦ Implementa¸c˜ao do sistema ´e custosa.
◦ Formula¸c˜ao de projetos bem estruturados para a sua implementa¸c˜ao gradual.
◦ Necessidade de investimentos em pesquisa, infra-estrutura e seguran¸ca
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Conclus˜ ao
• Smart Grid se mostra como uma solu¸c˜ao vi´avel:
◦ Aumento do desempenho da rede.
◦ Economias na produ¸c˜ao e na opera¸c˜ao energ´etica.
◦ Aumento da estabilidade da rede.
◦ Redu¸c˜ao da polui¸c˜ao.
Sum´ ario
1 Introdu¸c˜ao
2 Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao
3 Recursos Energ´eticos Distribu´ıdos
4 Projetos-Piloto
5 Conclus˜ao
6 Perguntas
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Perguntas
1 - Quais seriam os benef´ıcios de utilizar uma rede inteligente ao inv´es da rede de distribui¸c˜ao cl´assica?
Perguntas
2 - Por que o conceito de smart grid ainda n˜ao foi implementado completamente em alguma cidade do Brasil? Quais s˜ao os desafios?
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Perguntas
3 - Quais s˜ao as trˆes redes que comp˜oe uma Infraestrutura Avan¸cada de Medi¸c˜ao e como elas s˜ao interligadas?
Perguntas
4 - Como a bateria de carros el´etricos poderia ajudar a estabilizar a rede el´etrica de uma smart grid?
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Perguntas
5 - Por que a presen¸ca de dispositivos
inteligentes em uma smart grid pode afetar a seguran¸ca da rede?
