Considerações analíticas de dados para Implementação do smart grid / medição inteligente

Transcrição

1 Considerações analíticas de dados para Implementação do smart grid / medição inteligente Rui Mano Diretor Choice Technologies S.A. Brasil 28 a 30 de Setembro de 2010 Centro de Convenções Frei Caneca São Paulo BRASIL

2 Cenários Agenda Coleta, Integração e Análise de Dados Consumidores e Proteção da receita Operação Aplicações de Análise de Dados na Smart Grid Casos de estudo e resultados Conclusões

3 Cenário atual Automação da Distribuição Automação de Subestações Dados de Medição Sistemas Corporativos, Administrativos, Financeiros Operação, Manutenção, etc. Transmissão, Processamento e Armazenamento DADOS Telecom

4 Futuro Cenário Implementação de Smart Grid - A rede com mais inteligência Automação da Distribuição Automação de Subestações Smart Metering AMR / AMI Telecom Sistemas Protocolos Padrões Modelos de dados Integração DADOS (Muito mais!) ANÁLISE

5 Coleta, Integração e Análise de Dados Dados de correntes, tensões, estados de dispositivos, etc. Operação, Engenharia, Manutenção... Dados de medição (Consumo, faltas, etc.) Financeiros, Administrativos, Comerciais, de Clientes... Terabytes/mes uma Tsunami de dados! Transmissão, Processamento e Arquivamento Análise

6 Exemplos de Aplicações Administrativas, Financeiras, Comerciais, Suporte ao Cliente Técnicas: Planejamento, Engenharia, Operação e Manutenção, Eficiência Energética Novos serviços aos clientes Técnicas e Ferramentas para Suporte à Decisão baseada em Conhecimento: Inteligência computacional Redes Neurais, Lógica Nebulosa, Sistemas Neuro-Fuzzy, Sistemas especialistas, Processamento de sinais (Wavelets, etc), Clusterização, Algoritmos Evolutivos, etc.

7 Exemplos de Aplicações Smart Grids Garantia de receita (redução de perdas, da inadimplência, identificação medidores defeituosos, perfis de consumidores, falsos positivos, etc) Planejamento (como e onde investir) Operações nos medidores (corte e religação remota, DR) Financeiras (sinais tarifários tarifas de pico, tarifas TOU) Comerciais e suporte ao cliente Eficiência Energética Previsão e Gestão de Perfis de Carga Gestão de demanda de carros elétricos Etc.

8 Exemplos de Aplicações em Smart Grids Planejamento e Operação Projeto Tarefa Descrição Planejamento Operação em Tempo-Real (condições normais) Operação em tempo real (condições emergenciais) 1 Configuração otimizada do sistema de distribuição 2 Localização otimizada dos dispositivos de proteção e chaveamento Localização otimizada de bancos de capacitores e reguladores de 3 tensão 4 Proteção otimizada e adaptativa 5 Localização otimizado de recursos de geração distribuída 6 Previsão de carga 7 Estimador de estado da distribuição 8 Estimador de carga 9 Gerenciador da carga 10 Integrated volt-var control 11 Reconfiguração otimizada 12 Despacho otimizado de recursos de geração distribuída 13 Diagnóstico de condição em tempo real 14 Localização preditiva de faltas 15 Self-healing Localização e isolamento de faltas, e recomposição de sistema 16 Proteção adaptativa 17 Ilhamento de recursos de geração distribuída

9 Planejamento e Operação da Rede Inteligente o Choice trabalhando em dois macro-projetos de software com objetivos complementares: o Desenvolver metodologias e ferramentas para suportar o planejamento e projeto conceitual da rede inteligente de distribuição o Desenvolver metodologias e ferramentas para suportar a operação em tempo real otimizada e adaptativa da rede inteligente de distribuição e novos serviços aos clientes Sistema Sistema de de distribuição distribuição existente existente Planejamento Planejamento Sistema Sistema de de distribuição distribuição inteligente inteligente Operação Operação Real-time Real-time Sistema de Distribuição Inteligente / Adaptativo self-healing

10 Exemplos de Aplicações em Macro-projeto Planejamento da Rede Smart Grids Macro-projeto Operação da Rede Self-healing Módulo A: Configuração otimizada do sistema de distribuição* Módulo B: Proteção Adaptativa Módulo D: Estimador de estado da distribuição / estimador de carga Módulo E: Integrated volt- VAR control Módulo C: Planejamento de Carga Módulo F: Localização e isolamento de faltas, e recomposição de sistema (FLISR) Módulo G: Localização Preditiva de Faltas Sistema para apoio ao Planejamento da Rede Sistema para apoio à Operação da Rede * Configuração otimizada do sistema de distribuição também inclui a localização de dispositivos de chaveamento e proteção, localização de bancos de capacitores e reguladores de voltagem e localização de recursos distribuídos

11 Subestação Exemplos de Aplicações Planejamento Rede Inteligente Subestação Dispositivos existentes de proteção / comutação F 3 F 1 F 2 F4 Planejamento F 1 F 2 F 5 F 6 F 3 F 4 R R Novos dispositivos inteligentes de proteção / comutação Recursos Distribuídos (geração/armazenamento) Novos equipamentos de distribuição (reguladores/capacitores) Novos ramais de distribuição / alimentadores R Subestação Sistema de distribuição existente Subestação Rede de distribuição inteligente

12 Casos de Estudo e Resultados (1) ENEL

13 Casos de Estudo e Resultados (1) ENEL

14 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO Programas desenvolvidos após implementação AMR Com AMR instalado, há uma grande oportunidade para criar valor a partir dos dados coletados. Com base nos dados de medidores (no caso, só consumo diário), PECO implementou com sucesso programas para: Detecção de furto de energia, Operação remota através de medidores Gestão de ativos Planejamento e operação da distribuição, Gestão de Falta, Previsão de carga Aplicações Financeiras, Eficiência energética

15 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO Proteção da Receita: Com AMI/AMR, aumenta a frequência de leituras e possibilidade de flags de diagnóstico, mas não há a inspeção física expedita realizada pelo leiturista Data Analytics ajudou a identificar milhares de instalações suspeitas Taxa inesperadamente alta de medidores fraudados. Processo trazendo grandes benefícios financeiros: Redução roubos de energia e perda de receita Recuperação de receitas passado Desencorajamento de novos casos de fraude

16 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO Bypass do medidor por períodos de cada dia

17 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO Bypass do medidor por dias consecutivos

18 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO Operação da Distribuição: Ocorriam muitas falhas de transformadores causadas por sobrecarga Programa de substituição de transformadores em risco preveniu vazamentos de óleo, redução custo mão-deobra (horas extras), evitou perda de equipamentos, falta de energia, insatisfação clientes

19 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO

20 Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO Conclusões da Exelon/PECO: Data Analytics bring out the true value of AMI systems Benefits are across the power delivery organization Start small, big returns will be achieved Data analytics: the next big thing

21 Casos de Estudo e Resultados (3) Projeto desenvolvido na Light >4 Milhões de clientes > transformadores de distribuição Objetivo: reduzir as perdas não-técnicas (roubo de energia) acima de 20% Estratégias definidas (não-exclusivas): Realizar inspeções de campo questões: Quantas inspeções? Quais consumidores inspecionar? Instalar centenas de milhares de Medidores Inteligentes questões: onde instalar primeiro? Definir critérios! Light

22 Casos de Estudo e Resultados (3) Processo de aperfeiçoamento contínuo 1 2 Dez Light Centro de Inteligência Mai 2008 Início implantação do Revenue Intelligence - Portfolio Início da operação da inteligência na seleção de inspeções Redução de Perdas com tecnologia REVENUE INTELLIGENCE da Choice Centro de Inteligência e software PORTFOLIO

23 Casos de Estudo e Resultados (3) Light - Resultados da Inteligência na Inspeção Energia Rec + Inc (GWh) Produtividade (kwh / Insp) (1o Sem) Variação de 100,13% do volume GWh Aumento de 150 GWh Equivalente a R$ 50 mi por ano

24 Casos de Estudo e Resultados (3) Light - Resultados da Inteligência na Inspeção Benchmark com 5 distribuidoras 2 sudeste e 3 nordeste Posição Light em Ago 2007 Posição Light em Ago 2010

25 Casos de Estudo e Resultados (3) E agora... SMC Light AMR / AMI perfil de consumo 24h/dia, mais completos, sofisticados Flags de diagnósticos dos medidores, falsos positivos Novos serviços Tarifas horo-sazonais, Gestão da demanda, Eficiência energética Etc. Evolução da curva de perdas Relação Benefício/Custo das soluções para perdas mais baixas

26 Casos de Estudo e Resultados (3) Light Sistema de Medição Centralizada (Medição Inteligente) uma implementação a longo prazo Como começar? Quais estratégias? Quando e onde investir? Quais tecnologias? Como monitorar o sucesso? Estratégia de priorização de investimentos e tecnologias Relação Benefício/Custo das soluções - Em alguns anos, a diferença no retorno do investimento é substancial!

27 Casos de Estudo e Resultados (3) Light Inteligência de Investimento Módulos Topos/Optimus o o Uso da inteligência geoespacial para priorizar os investimentos na rede Usando técnicas de agrupação (clustering), Optimus calcula o retorno do investimento para cada cluster e tecnologia, e mostra onde aplicar cada tipo de investimento (medição inteligente / AMI, aplicações de redes inteligentes, etc.) para obter o maior retorno em relação ao objetivo pretendido.

28 Casos de Estudo e Resultados (3) Processo de aperfeiçoamento contínuo 3 Light Centro de Inteligência 3 4 Jul 2009 Início Projeto Optimus (P&D) Dez Set Início da operação da inteligência geoelétrica 5 Início da otimização no direcionamento das novas tecnologias Software OPTIMUS desenvolvido através de projeto P&D ANEEL para otimização de investimento Software TOPOS para análise geoelétrica

29 Casos de Estudo e Resultados (3) Mineração de dados históricos Segmentação de dados Geoelétricos e classificação em grupos de elementos similares. Uso de técnicas de Clusterização Seleção das variáveis influentes Fase 1 Priorização do investimento Light Baixo retorno econômico Médio retorno econômico Alto retorno econômico Transformador B Financia os investimentos Fase 2 Financiada pelo resultado da fase 1 Nova priorização de investimentos Maximização do retorno econômico Transformador A Transformador C

30 Casos de Estudo e Resultados (3) Light Resultados Análise dos resultados 16 mil UCs realizadas SMC otimizado para áreas de blindagem entre 4000 e 8000 UCs e com densidade mínima de 160 UCs/km de rede BT REALIZADO OTIMIZADO

31 Casos de Estudo e Resultados (3) Análise dos resultados 16 mil UCs realizadas SMC otimizado para áreas de blindagem entre 4000 e 8000 UCs e com densidade mínima de 160 UCs/km de rede BT Realizado Otimizado SMC Inspeção SMC Inspeção Qtd de Ucs Afetadas Custo R$ R$ R$ R$ Receita R$ R$ R$ R$ Lucro R$ R$ R$ R$ TOTAL Ganho Percentual 87.2% Light Resultados R$ R$

32 Casos de Estudo e Resultados (3) Light Resultados Análise dos resultados 63 mil UCs realizadas SMC otimizado para áreas de blindagem entre 4000 e 8000 UCs Realizado Otimizado SMC SMC Qtd de Ucs Afetadas Custo R$ ,00 R$ ,00 Receita R$ ,00 R$ ,00 Lucro R$ ,00 R$ ,00 Aumento do Lucro R$ ,00 Ganho Percentual 71%

33 Conclusões Armazenamento de dados? Ou... Inteligência dos dados? A riqueza das informações obtidas permite entender melhor o comportamento dos consumidores, da carga e da rede, e prestar melhores serviços, com melhores resultados para a empresa.

34 Perguntas? Obrigado pela atenção! Rui Mano