Arquitetura Smart Grid Agosto de 2011
AGENDA: Introdução Background Solução Corinex Propriedades do Sistema AMI Compromisso, Teste de Campo e Set Up Sumário de Resultados Próximos de Passos
Background 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, 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 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.
Trabalhando em Conjunto 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, 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.
ÁREAS IMPACTADAS Atividades-chave incluem: Controlar as necessidades do Consumidor Coleta de dados de consumo Faturamento, Eficiência Energética DSM Administração de tarifas Operações de Controle e Monitoramento (real time) Coordenação de respostas de emergência Despacho Planejamento e Suporte Operacional
IMPACTO NEGOCIAL 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: Substituição com energia local: Conservação & Otimização: Tecnologias efecientes:. Diminuição dos custos de serviços, tarifas diferenciadas para retenção e aumento transparência de utilização,
IMPACTO NEGOCIAL 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. 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.
IMPACTO NEGOCIAL 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: 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,.
REQUISITOS SISTÊMICOS 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 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 Leitura local ou remota dos medidores. Medidor pode se lido do softwre do head end ou no display LCD
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) 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. Altas taxas (Mbits) de transmissão de dados dos medidores.
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/PLCcom 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 Testes programados e não programados foram executados.
Medidores AMIforam 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 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 Dados foram coletados a 15 minutos em cada medidor
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 serviços além da leitura dos medidores. A Tecnologia Corinex Superou todas as Expectativas!!
Perfil dos dados capturados a cada Leitura 100% dos dados foram capturados e 0% perdidos
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 intenso. As propriedades de self-healing da rede BPL foi documentada.
Os medidores BPL estiveram 100% disponíveis durante 48 horas de monitoramento Exemplo de Leitura On-Demand teste de resposta: Requsição On-Demand Enviada: Apr10,2011-12:21:02.126111000 Leitura do Medidor Recebida: Apr10,2011-12:21:06.073787000 Tempo de resposta total:4 Segundos Total de Dados Recebidos por Dia: 4Mb Equivalente entre 40 a 100 -Carga de Dados Medidores de Banda Estreita
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