NTROLE INTELIGENTE DE MEDIÇÕES DE FRONTEIRA E BALANÇO DE ENERGIA

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1 COMISSÃO DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA REGIONAL COMITÊ NACIONAL BRASILEIRO V CIERTEC - SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE GESTÃO DE PERDAS, EFICIENTIZAÇÃO ENERGÉTICA E PROTEÇÃO DA RECEITA NO SETOR ELÉTRICO Área de Distribuição e Comercialização Identificação do Trabalho: BR-70 Maceió, Brasil, Agosto de 2005 CONTROLE INTELIGENTE DE MEDIÇÕES DE FRONTEIRA E BALANÇO DE ENERGIA Tema 1.1: Perdas Técnicas Autor: LUIZ ROGÉRIO VARASQUIM (Resp.); RUI MANO, DENIS MAIA E GUSTAVO SEIZE Empresa ou Entidade: KEMA BRASIL E CHOICE Technologies PALAVRAS-CHAVE: CONTROLE, INTELIGENTE, MEDIÇÃO, FRONTEIRA, BALANÇO, ENERGIA, PERDAS DADOS DO AUTOR RESPONSÁVEL Nome: LUIZ ROGÉRIO VARASQUIM Cargo: Consultor Senior Endereço: Av. Rio Branco, 115 / 1003 Telefone: Fax: RESUMO DO TRABALHO: Com a necessidade de reduzir as perdas de uma Distribuidora de Energia Elétrica, o balanço de energia e as medições de fronteiras passam a ter um papel fundamental para atingir esse objetivo. O presente estudo descreve uma metodologia para implementar um controle sistemático de parâmetros que embasam a análise das perdas da Empresa. Para apoiar a metodologia foi utilizado o software Revenue Intelligente RI, uma ferramenta que organiza o histórico de consumo ponto a ponto, fronteiras e cargas, bem como todas as grandezas elétricas que se fizerem necessárias para um controle preciso do fluxo de carga nesses pontos. Para todas as variações que extrapolem uma normalidade definida, o software gera alarmes com mensagens automáticas para o pessoal responsável, permitindo uma ação imediata para corrigir algum o problema ou utilizar as informações para consolidar os dados do período em curso. O estudo contempla ainda o controle do sistema elétrico até os pontos que dispõem de medições registradas, de forma a controlar os fluxos de carga por alimentador ou mesmo ao longo desse. Com o conhecimento do consumo nos alimentadores mais críticos, pode-se determinar onde estão as maiores perdas elegendo postos transformadores suspeitos e via medições temporárias identificar com muita precisão qual o volume de perdas em cada um deles, o que permite direcionar de forma inequívoca as ações para redução das perdas, comparando o consumo real dos clientes ligados com o medido no posto. Como resultados principais, podemos citar que: i) Todos os fatos notáveis são registrados nos sistemas de gestão das fronteiras e das cargas no sistema elétrico da Cia; ii) Todas as variações fora do padrão são alarmadas e comunicadas ao responsável via , automaticamente; iii) Facilita a análise de eventuais anomalias no sistema elétrico que possam impactar compras e vendas de energia e as perdas, de forma inteligente e prática; iv) Proporciona maior precisão nos cálculos de Perdas Técnicas e não Técnicas; v) Melhora o direcionamento das ações de inspeção para combate a Perdas não Técnicas. Neste momento está em utilização em uma empresa no Brasil e em fase inicial de utilização do Projeto em uma empresa Distribuidora no Caribe.

2 Introdução: Os resultados de uma Empresa de Distribuição de Energia são controlados pelos Órgãos Reguladores e em geral os números são de conhecimento público. Há necessidade de se buscar novas alternativas que possam agregar valor aos resultados, de forma a atingir a total potencialidade da Distribuidora. Para qualquer Distribuidora em um mercado competitivo globalizado, as compras de energia têm papel essencial no processo global. Compras fora de uma realidade de mercado inviabilizam a Empresa. Em uma Distribuidora de Energia Elétrica a energia comprada chega a representar de 40 e 60 % dos custos da Empresa. Por esses números podemos notar a importância de se controlar com precisão a energia entrante no sistema elétrico da Empresa, pois mesmo pequenas variações podem impactar o resultado final da Companhia, principalmente se essas variações estiverem relacionadas a falhas em equipamentos, precisão dos dados, defasagens de informações no tempo, dentre outras, sem esquecer uma das mais importantes: as relacionadas com fraudes. Esse assunto tem sido uma crescente preocupação das Distribuidoras e dos Órgãos Reguladores. Como muitas Empresas que hoje operam o sistema advém de Empresas Estatais privatizadas, que apresentavam ciclos completos (GTD), várias não dispunham de controle preciso das medições de fronteiras, os quais, na oportunidade, realmente não eram tão necessários. A energia percorria um caminho, da Geração até a Distribuição, em uma única empresa, com contabilidade única. Privatizadas, cada empresa passou a necessitar de um controle preciso dessas medições. Para tanto, tem sido requerido, como já ocorre nos Estados Unidos e Europa, que essas medições sejam realizadas on-line, via sistemas SCADA, para que a informação seja transparente e imediata para todos os agentes, incluindo Geradoras, Transmissoras, Distribuidoras e Órgãos Reguladores. As Distribuidoras necessitam, além de um controle de todas as fronteiras do sistema, conhecer o fluxo de energia por região. Dependendo do porte da Empresa, da dispersão de seu sistema elétrico, do montante de energia distribuída por região, as grandezas a serem controladas, em especial a energia passante, podem representar milhares de dados, que necessitam ser gerenciados sistematicamente, com uma inteligência agregada ao sistema de controle, que somente se torna possível com a utilização de uma ferramenta adequada. Neste projeto foi desenvolvida uma metodologia que, utilizando um software inteligente, proporciona uma gestão integrada de todos esses dados de forma que o gestor tenha à disposição, em tempo adequado e de forma estruturada, uma visão global do sistema elétrico de sua Empresa, que possibilite ao mesmo tempo, i) garantir um controle preciso de todos os fatos notáveis que ocorrem nas fronteiras de sua Empresa, e ii) ter um controle de todos os fluxos de energia por região, de forma a propiciar uma visão da distribuição das perdas da Cia. Texto: Os dados: Com a exigência de se dotar os sistemas elétricos, em suas fronteiras, por exemplo, Geração e Transmissão, Geração e Distribuição, e principalmente Transmissão e Distribuição, com medições on-line, para que as empresas possam transacionar e conhecer os fluxos de energias instantaneamente, surge uma demanda para o desenvolvimento de programas capazes de organizar essas informações. Em uma Distribuidora, o fluxo de energia representa nada mais que o fluxo de caixa da empresa, e portanto um de seus resultados principais. Para se estruturar essas informações, há necessidade de uma série de dados essenciais e outros complementares do sistema elétrico. Os dados essenciais estão descritos a seguir: 1) Diagrama unifilar do sistema elétrico de Transmissão e Subtransmissão, até as Subestações Distribuidoras; 2) Histórico mensal e informações periódicas de Perdas Técnicas, segmento a segmento, do Sistema elétrico citado no item 1. 3) Histórico mensal e informações periódicas das medições de fronteira, relativas a fluxo de energia passante, ou seja, kwh e kvar ou equivalente

3 respectivamente Energia ativa e reativa; 4) Histórico mensal e informações periódicas das medições nas Subestações da Empresa, relativas ao fluxo de energia passante, tal como o item anterior; 5) Informações futuras de transferências relevantes de blocos de carga entre Subestações, com informações de datas, carga transferida e durações das ocorrências; 6) Histórico mensal e informações periódicas de vendas de energia em kwh por região da empresa. Dados complementares estão descritos a seguir: 7) Diagrama unifilar básico dos alimentadores, tendo como fonte as barras das Subestações e o tronco dos alimentadores; 8) Histórico mensal e informações periódicas de perdas técnicas dos alimentadores; 9) Informações periódicas dos itens 2 e 3 via sistema SCADA ou similar; 10) Histórico mensal e informações periódicas das medições em parte ou no todo, de todos os alimentadores da empresa, relativas ao fluxo de energia passante, kwh e kvar, tal com o item 3; 11) Histórico mensal e informações relevantes futuras de transferências de blocos de carga entre alimentadores, com informações de datas, cargas e períodos das ocorrências. A Organização: Com esses dados em mãos foram estruturadas todas as informações em um diagrama unifilar no software Revenue Intelligence RI, o qual apresenta as informações proporcionando uma visão global de todo o sistema elétrico da Companhia e as informações do balanço de energia, segmento a segmento, conforme pode ser observado no anexo 1. Para cada ponto de medição define-se uma variação limite para a energia passante em kwh e kvar, em função do histórico de cada ponto. O valor a ser considerado como limite será resultado de uma análise detalhada de cada histórico e deve ter como referência o valor médio, expurgando-se os fatos notáveis de cada histórico. Em algumas situações, há necessidade de se definir limites diferenciados ao longo do ano, para o mesmo ponto, considerando a sazonalidade de cada sistema, afetados principalmente por aspectos climáticos, de produção e de comércio. Após ter sido estruturado e inseridas todas as informações no sistema, e os parâmetros definidos para cada ponto de medição, criando-se uma base de dados, o sistema é ajustado para receber os dados que serão periodicamente atualizados. A Análise: De maneira geral, o software RI, recebendo as informações, fará uma consistência de cada dado comparando-o com os valores limites em cada ponto. Para cada desvio fora dos limites estabelecidos, o RI gera um ou mais alarmes indicando todas as informações necessárias para se identificar o ponto de medição que apresenta o desvio. Esses alarmes geram automaticamente e- mails para os gestores do processo em questão, que poderá tomar uma providência imediata em relação ao comunicado. O Anexo 2 mostra como é formatado um alarme no sistema RI. Como a ocorrência está identificada com precisão (local, data, hora, e variações ocorridas), o gestor tem todos os subsídios necessários para entender o ocorrido e definir as soluções adequadas para cada caso. Os desvios indicados permanecem gravados, e o RI permite que se criem regras que associem novas ocorrências aos desvios já registrados, indicando para o Gestor quais foram as causas verificadas em uma ocorrência semelhante. À medida que as ocorrências se registram, é gerada uma base de dados que facilitará análises futuras de ocorrências, desde as mais simples até as mais complexas. Essas regras são construídas inserindo-se as variáveis desejadas, tornando a base de dados abrangente e organizada, de tal forma que se cria um histórico de ocorrências e respectivas causas.

4 As Perdas: Com o fluxo de energia passante, e os dados de perdas técnicas inseridos no sistema, o RI ajuda a identificar as perdas não técnicas, segmento a segmento. Como a análise envolve todos os segmentos, inclusive a Transmissão e Subtransmissão, o RI ajuda a identificar a existência de Perdas não Técnicas (PnT) nesses segmentos. As perdas nesse nível de tensão não são comuns, contudo para empresas que possuem clientes nesse segmento, é importante manter um controle criterioso desses dados, preferencialmente on-line, para evitar perdas que nesse caso podem ser significativas. Caso não se constate PnT, o sistema permite a verificação das perdas técnicas com a metodologia de cálculo usada nesses níveis de tensão. Comparando-se os valores de energia passante em cada Subestação, com as informações de faturamento de cada uma delas, pode-se ter uma idéia muito precisa das perdas globais da empresa por regiões. O balanço de energia pode ser observado também no anexo 1, cujos dados podem ser organizados e ordenados de forma a mostrar quais regiões apresentam as maiores perdas globais da empresa, informação fundamental para definir e priorizar as ações de combate às PnT. Ainda com relação às Perdas, caso a empresa possua informações de vendas segregadas por alimentador e as medições também o sejam, pode-se ainda obter dados de perdas globais por alimentador. Considerando as Perdas Técnicas fornecidas, o RI pode calcular, de forma sistemática, a cada inserção de informações, as Perdas não Técnicas - PnT por alimentador, ordenando as informações a critério do Gestor (vide anexo 3). Essas informações possibilitam melhorar o direcionamento das inspeções para combate a fraudes. Vale ressaltar que esses índices e cálculos são impactados diretamente pelas transferências de blocos significativos de carga entre Subestações e Alimentadores. Esses fatos serão detectados automaticamente pelo RI, pois os alarmes indicarão os desvios, o que facilita muito a análise dos mesmos, que sem um processo organizado, dificilmente podem ser controlados. O Revenue Intelligence RI: O software Revenue Intelligence RI integra os processos de detecção, análise e correção, suportando o processo integrado de detecção de variações em relação a limites préestabelecidos, perdas internas, fraudes diversas, erros e falhas administrativas e de sistemas. O software R.I. apóia também os processos humanos e ajuda a detectar os processos de T.I. inadequados, inconsistências de dados e falta de integração de bases de dados, provendo informação para ajudar a otimizar os processos de correção. Em se tratando de Balanço de Energia, o Revenue Intelligence possibilita uma visão global e integrada de todo o sistema elétrico e suas respectivas informações, desde a compra de energia até o detalhamento de cada segmento, abrangendo Subestações, Alimentadores e até mesmo Transformadores de Distribuição, dependendo das informações disponíveis em cada empresa. Com a inteligência do RI é possível integrar informação de sistemas diferentes, incluindo medições das fronteiras, medições de faturamento e geo-referenciadas, o que facilita em muito a obtenção dos dados de perdas técnicas e de consumo por região. Essa integração permite analisar o fluxo de energia combinado incluindo fontes existentes em qualquer posição do sistema. Referenciando cada informação recebida aos limites prédefinidos, o sistema aciona a área ou gestor na empresa. Outra facilidade é que o RI é uma ferramenta de alto nível, dispondo de uma interface simples e amigável, permitindo realizar todas as ações via mouse. Conclusões: A metodologia de Controle Automático das Medições de Fronteiras e Balanço de Energia possibilita os seguintes benefícios para a Distribuidora: 1) Organiza todas as informações de medições de Fronteira da Empresa, de forma que qualquer variação é identificada;

5 2) Para cada desvio, o Sistema de Controle analisa a ocorrência e identifica a causa mais provável; 3) Com a causa mais provável diagnosticada, remete a ocorrência para os Gestores dos processos; 4) Fornece as Perdas Globais do sistema elétrico, segmento a segmento; 5) Fornece subsídios para conferência da metodologia de cálculo das Perdas Técnicas, nos Sistemas de Transmissão e Subtransmissão; 6) Calcula as Perdas não Técnicas do Sistema Elétrico envolvido, segmento a Segmento; 7) Organiza todas as informações de Perdas Técnicas e não Técnicas, de forma ágil e objetiva, por Região, Subestação, Alimentador e até por Transformador de Distribuição, dependendo dos dados disponíveis. 8) Pode ser integrado ao Programa de inspeções, visando otimizar as ações de combate a perdas e fraudes; e 9) Cria um banco de dados organizado das ocorrências do sistema relacionado a Medições de Fronteiras e Fluxo de Energia. O Sistema para Medição de Fronteiras e Balanço de Energia é extremamente prático, preciso e econômico. Utiliza as informações disponíveis nos sistemas da própria Cia. (SCADA, Medições em Barras de Subestações, Alimentadores e Sistema Comercial), organizando-as e sistematizando a análise das mesmas, de forma a garantir que o balanço de energia da empresa seja controlado automaticamente. Com os desafios atuais que as Empresas Distribuidoras enfrentam, torna-se imperativo gerir o balanço de energia da empresa, bem como identificar os principais focos de perdas com precisão e eficácia. Bibliografia: [1] R. Céspedes e outros; IDB OLADE, LATIN AMERICAN AND CARIBBEAN MANUAL FOR ELECTRIC POWER LOSS CONTROL - METHODOLOGY Technical Cooperation Agreement ATN/SF 3603 RE. [2] D. Maia, M. A. Madureira, Case study: an innovative revenue assurance process, Metering Latin America, São Paulo [3] R. Mano, D. Maia e R. Céspedes, An ISO 9000 Certifiable Revenue Assurance Process, Metering Europe 2003, Paris, França, [4] R. Mano, D. Maia e R. Céspedes, Revenue Assurance & Audit Process, Metering Americas, San Diego, EUA, [5] R. Mano e R. Céspedes KEMA e D. Maia Choice Technologies - Protecting Revenue in the Distribution Industry: a new approach with the revenue assurance and audit process; IEEE PES T&D Latin America Seminar [6] Marcos Aurélio Madureira da Silva, Sistema Cataguazes-Leopoldina; Denis Maciel Maia, Choice Technologies S.A.; Rui Mano, KEMA; Renato Céspedes, KEMA; "Benefits and results of a Revenue Assurance and Audit Program for Energy Distribution Utilities"; CIRED, Turim, Itália, [6] R. Mano; D. Maia; R. Céspedes Revenue Assurance and loss reduction in Distribution Utilities: the benefits of the Revenue assurance and Audit Process Metering Latin America São Paulo, [7] R. Mano; D. Maia; R. Céspedes Protecting Revenue in the Distribution Industry IEEE PES T&D Mexico Conference México, [8] R. Mano; D. Maia; R. Céspedes Protecting Revenue in the Distribution Industry Carilec CEO Conference, Saint Marten, [9] V. Daniel Hunt, PROCESS MAPPING, John Wiley & Sons, Inc., AUTORES: LUIZ ROGÉRIO VARASQUIM tem 23 anos de experiência em Empresas de Distribuição de Energia Elétrica, tendo atuado no Brasil e no exterior, gerenciando e dirigindo empresas ou unidades de negócio focando a redução de perdas. No último ano tem atuado como Consultor Sênior na consolidação do RAAP Revenue Assurance and Audit Process na KEMA Brasil, em implantação no Brasil e na

6 América Latina. Pós Graduado em Gestão de Negócios com Energia pela FGV, e possui curso de Especialização em Qualidade, pela FAAP. RUI MANO tem 33 anos de experiência técnica e gerencial nas áreas de Sistemas de Informação, Sistemas SCADA/EMS/DMS e Sistemas para Gestão de Perdas, como Coordenador de diversos projetos no Brasil e exterior. É Professor (licenciado) da Pontifícia Universidade Católica PUC-Rio na área de Informática. Foi Gerente e Coordenador Técnico do projeto de software do Sistema de Gestão da Distribuição da CEB; sistema SCADA/EMS e MONDIG de monitoração de diagnóstico de geradores da ITAIPU; e sistema SCADA/ EMS da ELETROSUL. Participou ainda da implementação de três sistemas de controle SCADA/EMS para o ONS. R. Mano é atualmente Diretor e Consultor Principal da KEMA Brasil e coordenador geral do RAAP Revenue Assurance and Audit Program. GUSTAVO SEIZE é Gerente de Soluções da Choice Technologies. Teve experiência e participações em diversos projetos na área de Revenue Assurance e Business Intelligence em algumas das mais importantes empresas no Brasil, incluindo subsidiárias de grupos internacionais. Teve participações em projetos para redução de perdas no mercado de distribuição de energia e de telecomunicações. Com MBA no IBMEC, tem formação em Engenharia de Computação pela PUC-RJ. DENIS MACIEL MAIS é Engenheiro de Computação pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro PUC-Rio. É cofundador e Presidente da Choice Technologies S.A. Professor da PUC-Rio na área de Empreendedorismo, onde leciona sobre Planejamento de Negócios e é orientador de projetos finais de graduação e pós-graduação nesta área. Também é Diretor de Operações Financeiras na ASSESPRO-RJ, a associação de empresas de tecnologia de informação. Denis Maciel Maia tem dedicado os últimos anos a conduzir a Choice Technologies S.A. em sua rápida expansão e elevada inovação tecnológica na qual tem ajudado empresas líderes nos segmentos de distribuição de energia elétrica, telecomunicações, petróleo, finanças, farmacêutica, administração pública e alimentos a otimizar seus resultados, reduzindo custos ou aumentando receitas.

7 Anexos: Anexo 1 Visualização do Sistema Elétrico de uma Distribuidora no RI: Anexo 2 Visão no RI da tela geradora dos alarmes;

8

9 Anexo 3 Visão da Organização dos dados dos sistemas de uma Distribuidora, por Subestação e Alimentador:

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