Utilização de Leitura Remota para Redução de Furto de Energia

Transcrição

1 21 a 25 de Agosto de 2006 Belo Horizonte - MG Utilização de Leitura Remota para Redução de Furto de Energia Guilherme Spina V2 Telecom gspina@v2telecom.com.br Fabio Branco V2 Telecom fbranco@v2telecom.com.br Resumo Esse trabalho refere-se à implementação de uma solução de leitura remota de medidores de consumo de energia (AMR-Automated Meter Reading) com o objetivo de reduzir a incidência de furto de energia na rede da Ampla Energia e Serviços, distribuidora de energia atuante no Estado do Rio de Janeiro. A solução é completa (fim a fim) e combina mudança de elementos da rede de distribuição, desenvolvimento de equipamentos de medição e comunicação através de redes (com e sem fio) e também integração com os sistemas comerciais, permitindo, além da leitura do consumo, a realização remota de atividades como desligamento e re-ligamento, emissão de alarmes de falhas, avisos de violação dos perímetros de segurança do equipamento. A solução foi desenvolvida e implementada pela V2 Telecom em parceria com a Synapsis e obteve resultados significativos em redução de perdas durante os anos de 2004 e Atualmente, monitora mais de pontos, constituindo a maior solução AMR da América Latina, resultando em outros benefícios qualitativos e quantitativos para a Ampla, conforme detalhado a seguir. Palavras Chave: AMR, Coleta de Informação, Furto de Energia Leitura Remota, M2M. 1/8

2 1- Introdução O Furto de Energia As empresas distribuidoras de energia elétrica no Brasil estão sujeitas a grandes perdas comercias de energia (furtos) que geralmente ocorrem de três diferentes formas: Nos clientes residenciais, através de ligações clandestinas (gato) devido ao alcance dos clientes aos medidores e cabos; Nos clientes corporativos, através de fraudes nos medidores (alterações na medição para reduzir leituras) e fraudes nos processos de leitura dos medidores (subornando os encarregados da leitura). A Ampla Energia e Serviços é uma das empresas que mais sofrem os efeitos do furto de energia em sua área de cobertura. O índice médio de perdas comerciais verificado pela distribuidora foi de 22,8% em 2004, ocorrência maior do que a média nacional de 13,9%. Com base na dificuldade de se combater o furto pelos métodos convencionais e no fato de que o acesso à rede de distribuição não facilita uma ligação irregular, a Ampla, em parceria com a V2 Telecom e a Synapsis Soluções e Serviços iniciou o Projeto AMR Ampla para possibilitar a redução desse tipo de ocorrência. O projeto utiliza tecnologia M2M (Machine-to-Machine) e consiste em construir redes de distribuição que dificultem o acesso à energia sem que haja prévia medição. Os resultados, até o presente momento, mostraram-se surpreendentes e o índice de perdas comerciais nas áreas em que foi implementado do projeto diminuiu significativamente, demonstrando a alta eficácia da solução desenvolvida. A seguir estão descritas com detalhes as etapas do projeto e os elementos que compuseram a solução 2 - Descrição da Solução A solução consistiu nos seguintes elementos combinados: Mudanças na Rede: Eliminação de conexões clandestinas das linhas de transmissão e isolamento físico da última milha da rede de distribuição do alcance humano; Novo Sistema de Medição: implementação de um sistema de medição nessa nova topologia da rede; Comunicação M2M: implementação de uma rede de comunicação (2 way) entre medidores e o centro operacional da Ampla; Integração do Sistema: Integração com o sistema comercial da Ampla com a finalidade de se manter todo o processo convencional e introduzir novas funcionalidades para otimizar as operações. 2/8

3 Segue o detalhamento de cada uma das etapas: Mudanças na Rede Criação de um processo continuo para modificar a rede de distribuição e eliminar ligações clandestinas Modificações Residenciais Residencial Antes Média Tensão Systema Concentrado Medidor Comunicação AMR Ampla 6 metros Baixa Tensão Ligações clandestinas Transformador Medidor 10 metros Display Baixa/média tensão Eliminação da ligação clandestina Transformador Figura 1 Modificações Residenciais Elevação de cabos e medidores ao nível dos cabos de media tensão (10 metros), garantindo o isolamento físico dos equipamentos Modificações Clientes Corporativos Corporativo Antes AMR Ampla Corporativo Caixa de Energia Transformador Medidor Comunicação Medidor Transformador Figura 2 Modificações Clientes corporativos Elevação dos transformadores também para o nível dos cabos de média tensão. 3/8

4 2.2 - Novo Sistema de Medição A V2 Telecom desenvolveu um novo equipamento de medição para ser colocado com novos equipamentos de rede e sistemas de comunicação (Concentradores/Caixa de Energia/Módulos de Comunicação Inteligente) Figura 3 Módulos de Comunicação Inteligente Figura 4 - Concentrador Figura 5 Caixa de Energia Comunicação M2M Utilizando os concentradores, a V2 desenvolveu uma solução M2M com arquitetura de duas camadas medindo e enviando informações através da rede. WAN implementada sobre a rede celular com um módulo celular Siemens; LAN/PAN com fio ou sem fio utilizando RS 485, PLC e zigbee Operação Aplicação Axon Server WAN MCI LAN/PAN Máquina Multiusuário Móvel Arquitetura Web Base de dados única Gestão da Comunicação Roteamento Gestão da Segurança Axon TDMA CDMA GSM UMTS WiMax Arquitetura Web Java/C Atualização remota da aplicação Axon Embedded Múltiplas Máquinas Auto configurável Auto ajustável Escalável Dendrion Figura 6 Solução M2M completa 4/8

5 Detalhamento da Solução M2M. M2M Residencial Solução completa (WAN e LAN/PAN) implementada utilizando um Sistema de Controle Concentrado (Figura 7). O Concentrador Secundário é posicionado no nível de média tensão para ler e transmitir ((LAN/PAN) as informações de 10 residências até um Concentrador Primário que envia (WAN) informações para o Centro Comercial da Ampla. Cada Concentrador Primário armazena informações de 40 Concentradores Secundários. Operações eletrônicas da rede independentes (cada residência possui uma) também foram implementadas para desconectar e reconectar o cliente. Sistema de Controle Concentrado Medidor Comunicação Concentrador Primário RS 485/ RF/PLC Celular para o sistema comercial RS 485/ RF/PLC Concentrador Secundário Figura 7 - Ilustração da Solução Residencial M2M Corporativo - Como mostrado na figura 3, devido a diferente arquitetura de distribuição, somente a camada WAN da solução foi implementada. Uma Caixa de Energia foi criada para isolar o transformador, o medidor de energia e o sistema de comunicação, além da operação virtual do serviço de campo, uma série de alarmes foi implementada para garantir a segurança da caixa e da operação (abertura da caixa, falhas de energia, presença abaixo do pólo de energia que envolve a caixa). 2.4 Integração do Sistema - A Synapsis integrou o a solução com o Sistema Comercial da Ampla, desenvolvendo ferramentas de comando da solução e relatórios informativos disponíveis em ambiente web. Atualmente, a Synapsis age como uma empreiteira de serviços virtuais de campo com o sistema AMR operando de forma transparente com o Sistema Comercial da Ampla em paralelo aos empreiteiros reais de serviços de campo. O Sistema de Operação é apresentado na figura 8 na página a seguir. 5/8

6 Figura 8 - Sistema de Operação 3- Conclusão O projeto foi considerado um sucesso pela empresa, pois atingiu o objetivo de reduzir o índice de furto como pode ser observado a seguir: Clientes Corporativos No segmento corporativo, o total dos ganhos em energia foram 14,15 GW distribuídos nos seguintes indicadores: - Redução de perda de energia - Aumento da energia faturada o Mais clientes conectados à rede de distribuição o Possibilidade de cobrança peak/off peak e aplicações sobre penalidades de consumo. Devido a esses ganhos, o payback dos investimentos para a solução corporativa foi de 11 meses. Hoje, a Ampla já é financeiramente beneficiada com a implementação da solução. 6/8

7 3.2 - Clientes Residenciais No Segmento dos clientes residenciais, o índice de perda de energia reduziu de 53,4% para 1,6% como demonstrado na figura 9: Índice de Perdas 53,4% 1,6% 144,2 Kwh 141,2 Kwh Kwh/cliente/mês 3,0 Kwh Antes Depois Figura 9 Redução de perdas em clientes residenciais Através do acesso à informação e comando remoto, outros benefícios puderam ser observados, como por exemplo: - Redução de custos operacionais Leitura de medidores Direcionamento das ações de manutenção - Melhoria da qualidade da rede Redução de sobrecarga Redução de incêndios Atualmente já se pode adquirir informação e atuar sobre pontos residenciais e 1000 corporativos na rede de distribuição, sendo e a expansão da solução já foi acordada com a Ampla. Até o fim de 2006, medidores estarão conectados à solução de gerenciamento remoto, com estimativas de chegar a 1 milhão no médio prazo. A Ampla conseguiu dar um salto no lucro em 2005, devido ao projeto AMR Ampla. O ganho líquido da distribuidora de energia elétrica em 66 municípios do Rio foi de R$ 126 milhões, uma alta de quase 282% sobre os R$ 33 milhões de 2004, depois de uma série de prejuízos, o que quantifica ainda mais as vantagens da solução implementada. 7/8

8 4 - Perfil das empresas participantes do projeto V2 Telecom - Oferece soluções de comunicação M2M (máquina para máquina) para solução de problemas de negócios. Atende 20 clientes na América Latina (Brasil, Peru, Chile e Colômbia) com produtos de Telemedição (AMR -Tanques, Energia, Gás, Água), Controle Ambiental, Localização de Veículos, Rastreamento de Ativos e Automação de Processos. Synapsis Soluções e Serviços - Oferece serviços profissionais em sistemas de informação, sistemas de controle e áreas de telecomunicação. Realiza atualmente mais de 90 projetos na América Latina e faz parte do Grupo Endesa, o quarto maior grupo de energia Elétrica do mundo. Ampla Energia e Serviços é um dos mais importantes distribuidores de energia no Brasil. Sua área de cobertura corresponde a 73% do Estado do Rio de Janeiro (66 municípios) e a empresa atende a 2,2 milhões de clientes. Do total de energia faturada, 38% é composto por clientes residenciais. 5 - Bibliografia 12/02/2006 (última consulta) 13/02/2006 (última consulta) 13/02/2006 (última consulta) 8/8