Arquitetura Smart Grid
Agosto de 2011
AGENDA:
■Introdução
■Background
■ Solução Corinex
■ Solução Corinex
■Propriedades do Sistema AMI
■Compromisso, Teste de Campo e Set Up
SmartGrid:
Distribuidoras de Energia procurando benefícios futuros que possam suportar de forma integral – Serviços ao Consumidor, Billing , Operações através de um sistema integrado , e atendimento ao marco regulatório.
■ A nova arquitetura do Sistema deve prover as mesmas capacidades como as de hoje mais AMR, AMI e isto estará baseado principalmente em informações, controle on-line e real time;
■ As necessidade de gestão estarão significamente acima do Billing e da coleta de dados da medição; ■ As Distribuidoras já demandam por Informações Real-Time para gestão de demanda dos consumidores individuais conciliando com a quantidade de energia requerida no grid,
Background
individuais conciliando com a quantidade de energia requerida no grid,
■ O Consórcio de Soluções deverá permitir que este cumpra as metas visualizadas pela equipe executiva ■ O resultado da inovação a ser alcançada pelo novo sistema será reconhecida como uma solução de valor superior para a próxima de geração da arquitetura Smat Grid
■ O consórcio pode trabalhar em cojunto para alavancar este trabalho para levar a uma posição de liderança no mercado Smart Grid.
A Tecnologia deverá suportar as demandas do negócio para assegurar que este case tenha sucesso.
Background
Corinex continua liderando a indústria com solução confiáveis BPL para
comunicação com medidores inteligentes:
■ Hoje as dsitribuidoras estão testando várias tecnologias de comunicação na indústria de medidores,
■ Testes iniciais com PLC banda estreita tem mostrado um baixo índice de sucesso de leitura em bases constantes e consistentes (variando de 30% a 80%)
■ Os módulos BPL Corinex foram integrados com os medidores E350 da Landys Gyr, ■ Os módulos BPL Corinex foram integrados com os medidores E350 da Landys Gyr,
■ Os perfis típicos de leitura das distribuidoras podem ser complicados: Acima de 400 bits de dados por medidor
Aproximadamente 4000 bits de dados adicionais para as características da rede,
Encontrar uma solução confiável para ler medidores em tempo real é crítico para
conquista os benefícios de um programa Smart Grid
Necessidades do Negócio
As grandes operações das distribuidoras deverão ser suportadas por sistemas confiáveis e que trabalhem em real-time para cumprir suas atividades diárias:
■ Sistemas antigos de AMR foram desenvolvidos com o principio de comunicação de uma via ou intervalos programados,
■ As Distirbuidoras estão reconhecendo que para incrementar a performance os sistemas precisam trabalhar de forma rápida e além da capacidade de lidar com diversas necessidades operacionais, ■ A tecnologia Smart Grid está avançando e as necessidades devem estar atreladas para as necessidades do negócio das distribuidoras,
■ Os requisitos do Sistema estão baseados nas atividades das distribuidoras em diversas áreas de seus negócios:
Serviços ao consumidor e faturamento Operações de distribuição
Operações do Sistema
As distribuidoras necessitam que a arquitetura Smart Grid suporte suas operações, negócios hoje e no futuro, atender necessidades e as expectativas dos clientes.
Como parceiros do negócio, temos uma oportunidade de obtermos um ganho competitivo no mercado Smart Grid.
■ Todas as distribuidoras têm necessidades de negócios similares
■A arquitetura Smanrt Grid tem a versatilidade de suportar faturamento (AMI) e operações que serão mais atrativas aos gestores doas Distribuidoras,
■ A abordagem Corinex’ forncerá a robustez e confiabilidade que as distribuidoras necessitam,
Trabalhando em Conjunto
confiabilidade que as distribuidoras necessitam, possibilitando o sucesso e a redução de riscos operacionais e de implantação.
O valor do negócio da arquitetura atenderá a demanda crescente de sistemas de alta performance e as expectativas tanto de consumidores quanto do regulador.
Atividades-chave incluem:
•Controlar as necessidades do Consumidor • Coleta de dados de consumo
• Faturamento,
• Eficiência Energética •DSM
ÁREAS IMPACTADAS
• Administração de tarifas
•Operações de Controle e Monitoramento (real time) • Coordenação de respostas de emergência
•Despacho
Tecnologia/ Informação:
•Um grid concectado permitindo processamento rápido e remoto, avaliando necessidades do cliente e relacionadas com o medidor conexão/desconexão.
•Disponibilidade granular de dados de consumo do cliente e análise detalhada de tendência permitrá ao sistema de controle do grid prever com mais acuidade picos de demanda
•Novas opções de faturamento devido a flexibilidade de datas e tarifas. • Temas DSM que as distribuidoras poderão implementar:
IMPACTO NEGOCIAL
• Substituição com energia local: •Conservação & Otimização: •Tecnologias efecientes:
• Diminuição dos custos de serviços, tarifas diferenciadas para retenção e aumento transparência de utilização,
Tecnologia/ Informação:
•Operações de Monitoramento e Controle:
• Capacidade de auto-ajuste (Self healing) identificará distúrbios de corrente e reconfigurará o fluxo até a o desligamento antes que o distúrbio se propague.
•Smart Grids permitirá tabém “desenergizar” partes do grid como medida preventiva para conter excessos sobre os ativos (legado) e ter auto–restabelecimento em seguida.
•Sensores e comunicação presente em todos os lugares, permitirão obtenção completa de dados e controlar de forma completa o grid de distribuição.
IMPACTO NEGOCIAL
controlar de forma completa o grid de distribuição.
•Capacidade de obtenção de dados dos sistemas da rede proverão alto nível de apresentação das informações das operações do grid e servirão de suporte para decisões através de painéis real-time e análises históricas.
•Dados do Grid serão transformados em ações para controle, despacho de equipes de campo diminuindo o gap entre TI e operações.
Tecnologia/ Informação:
•Operações de Controle e Monitoramento:
Transmissão:
Embora o monitoramento real time já exista, o conceito smart grid melhorará as informações da granularidade das operações de transmissão. Isto permitirá aos operadores da rede providenciar informações precisas às equipes de campo para diagnósticos e soluções rápidas.
Distribuição: IMPACTO NEGOCIAL
Smart Grid permitirá o monitoramenrto real time da rede de distribuição até o nível do consumidor final de forma oposta ao nível macro (regional). Isto permitirá com que as equipes de campo recebam
informações precisas sobre o status do grid (localização da falha) em seus próprios equipamentos móveis de comunicação gerando soluções e restabeçlecimento de níveis de srerviço de forma mais rápida,.
■ Disponibilidade acima de 99%, dados do medidor real-time , captação de dados com perfis complexos : ■Acima de 4 quadrantes
■400 bits de dados medidor a cada 15 minutos de intervalo com gravação de dados e relatório da medição ■4,000 bits dado SNR+CFR cada 20 minutos
■On demand, leitura não programada com menos de 5 segundo para resposta devido disponibilidade de banda, ■Registro de dados do medidor pode ser transferido para o headend a cada 15 minutos
■Programa Flexible Time-of-Use (TOU) capacidade para um ano inteiro com 8 trocas de período e 8 dias programáveis
REQUISITOS SISTÊMICOS
■Programa Flexible Time-of-Use (TOU) capacidade para um ano inteiro com 8 trocas de período e 8 dias programáveis ■Detecção e Notificação Real Time de quedas
■Diagnóstico Real Time e administração de falhas por endereço IP de cada medidor ■Desliga/Religa remoto em Real Time para cada medidor
■Fonte Confiável –validação de integridade de dados no medidor acima de 2MB de armazenamento. A placa de comunicação tem clock real com duração de vida igual a do medidor
■Canexão Potencial para in-home display e ou portais de energia
REQUISITOS SISTÊMICOS
■ Inventário dos Medidores por numero de série e ligação
■ Comunicação rápida de 2 vias com link mínimo de 5Mbps link entre medidores ■ Detecção em Real Time de interferência ou adulteração
■ Rápida detecção e integração 1000% automática
■ Rede Self‐Healing. Os medidores de baixa tensão automaticamente redirecionarão suas comunicações baseados no pressuposto que uma vez “derrubado” o link de comunicação existem outros a disposição
■ Monitoramento da qualidade de serviços (acima de 20 registros disponíveis) ■ Monitoramento da qualidade de serviços (acima de 20 registros disponíveis) ■3DES Advanced hardware encryption e na camada física.
■Atualização remota – uprade de firmwares para atender necessidades futuras de qualquer software
■ Capacidade de gestão de demanda no medidor para conexão e desconexão em cada localidade definidas por prioridade controlados através de IP.
REQUISITOS SISTÊMICOS
■Provê banda suficiente para comunicação IP dos sensores, switches, medidores adicionais bem como equipamentos dotados de outra forma de comunicação, por exemplo Mbus, RS485, RS232 and DSP3. A comunicação permite efitivamente integrar a medição e comunnicação com o SCADA em um tunel.
■Coleta e análise RTX/TX/SNR/CFR DATA permite detectar e responder problemas de comunicação emergentes, prevenindo assim possíveis falhas da rede. O output pode ser utilizado nas operações do sistema, SCADA e GIS para identificar possíveis falhas da rede e despachar equipes.
■Intervalo de 20 minute para gravação de dados data e relatório de SNR+CFR (dados SNR incluem qualidade do link (dados e velocidade)
■Detecta perda de energia e suas fontes usando leituras sincronizadas real-time no alimentador (feeder) e a carga de circuitos agregados.
O Teste de campo foi realizado para comparar as capacidades BPL/PLC com outras formas
de tecnologia AMI>
■A proposta do teste de campo foi estudar a confiabilidade e velocidade da arquitetura
Smart Grid da Corinex
■O perfil de carga de sistema, mecanismos de coleta em situações reais sob condições
desafiantes
■ O Smart Grid Connect (Corinex) foi instalado para coletar e analisar dados
■ O Smart Grid Connect (Corinex) foi instalado para coletar e analisar dados
■Testes programados e não programados foram executados.
Medidores AMI foram testados na baixa tensão para testar a habilidade de transportar o
sinal
■ Um bairro foi escolhido na Europa
■O gateway BPL foi instalado sob um transformador BV
■Os módulos BPL Corinex BPL foram conectados aos medidores Landis&Gyr E350
■Dados foram requisitados pelo head-end Smart Grid Connect (Corinex) O Objetivo dos testes foi determinar:
■Perfil de confiabilidade dos dados ■Perfil de confiabilidade dos dados
■Análise do link da rede BPL (Grid Sensing) ■Prova de Status da rede BPL
■Processamento dos dados da rede BPL em Real Time ■Processamento real time dos medidores
■Medir o volume de dados através da rede
■Verificar as capacidades de ajuste (Self Healing) da Solução
Conectividade e Throughput Superaram as expectativas acima de 32Mbps sobre o circuito:
■100% dos dados forma capturados, 0% perdas
■ A solução permite leitura on-line dos mediores e controles ativos ■Capacidades Ad hoc foram demonstradas
■Capacidades da utilização de Banda Larga forma provadas
■A capacidade de dados pode acomodar muitas vezes mais outros ■A capacidade de dados pode acomodar muitas vezes mais outros serviços além da leitura dos medidores.
Perfil dos dados capturados a cada Leitura
Medidor foi afetado por ruído não BPL
O gateway dos medidores dispara o protocolo de self-healing tentando se re-conectar de tempos em tempos.
Todos re-conectados apareceu entre 18:00hs e 23:00 hs período em que o ruído parece ser mais 23:00 hs período em que o ruído parece ser mais intenso.
As propriedades de self-healing da rede BPL foi documentada.
