SMART GRID TECHNOLOGY AND APPLICATIONS

Por que implementar o Smart Grid agora?

O reconhecimento de que as TIC(Tecnologias de Informação e Comunicação)  oferecem oportunidades significativas para modernizar a operação das redes elétricas coincidiu com o entendimento de que o setor de energia só pode ser descarbonizado a um custo realista, monitorado e controlado de forma eficaz.

Ativos de envelhecimento e falta de capacidade do circuito:

Os custos de capital da substituição  serão muito. A necessidade de reformar os circuitos de transmissão e distribuição é uma oportunidade óbvia de inovar com novos projetos e práticas operacionais. Já que algumas das linhas de transmissão e distribuição de energia existentes estão operando perto de sua capacidade e alguma geração renovável não pode ser conectada.

Restrições térmicas:  

Quando o equipamento de energia carrega corrente acima da sua classificação térmica, ele fica superaquecido e seu isolamento se deteriora rapidamente, levando a uma redução na vida útil do equipamento e inúmeras falhas.

Restrições operacionais:

Qualquer sistema de energia opera dentro dos limites de tensão e frequência prescritos. Se a tensão exceder seu limite superior, o isolamento dos componentes do sistema de energia e do equipamento do consumidor pode ser danificado, causando falhas de curto-circuito.

Segurança no Fornecimento:

A abordagem tradicional para melhorar a confiabilidade foi instalar circuitos redundantes adicionais, com considerável custo de capital e impacto ambiental. Menos circuitos redundantes resultam em melhor utilização dos ativos, mas em maiores perdas elétricas.

Iniciativas nacionais:

O desenvolvimento da Rede Inteligente está presente em muitos países como uma oportunidade econômica / comercial importante para o desenvolvimento de novos produtos e serviços, com isso, governos nacionais estão incentivando as iniciativas de redes inteligentes modernizar sua infraestrutura de sistemas de energia.

O que é Smart Grid?

            Existe algumas definições para Smart Grid, mas todas elas chegaram ao consenso de que Smart Grid é uma rede de eletricidade que pode integrar as ações de todos os usuários conectados a ela, utiliza inteligência digital para melhorar a confiabilidade, segurança e eficiência do sistema elétrico e permite que a rede elétrica seja observavel, controlável, automatizada e totalmente integrada.

Iniciativa de eletricidade da Galvin:

Começou em 2005 para definir e alcançar um 'sistema de energia perfeito'. O sistema de energia perfeito é definido como:

"O sistema de energia perfeito garantirá disponibilidade e energia absolutas e universais na quantidade e qualidade necessárias para atender às necessidades de todos os consumidores".

Para obter um sistema de energia perfeito, o sistema de energia deve se atender aos seguintes objetivos:

•  Seja inteligente, auto-sensível, seguro, auto-corretivo e auto-reparador;
•  Sustentar a falha de componentes individuais sem interromper o serviço;
•  Ser capaz de se concentrar em necessidades regionais específicas da área;
•  Ser capaz de atender às necessidades dos consumidores a um custo razoável, com utilização mínima de recursos e impacto ambiental mínimo;
•  Melhorar a qualidade de vida e melhorar a produtividade econômica.
• Ferramentas de mercado serão desenvolvidas para facilitar o planejamento eficiente da expansão do sistema de fornecimento de energia, alocando efetivamente riscos e conectando os consumidores aos mercados.

    Para atender aos diferentes requisitos do Smart Grid, as seguintes tecnologias facilitadoras devem ser desenvolvidas e implementadas:

1. Tecnologias de informação e comunicação

(a) tecnologias de comunicação bidirecional para fornecer conectividade entre diferentes componentes no sistema de energia e cargas;

(b) arquiteturas abertas para plug-and-play de eletrodomésticos; veículos elétricos e microgeração;

(c) comunicações e o software e hardware necessários para fornecer aos clientes mais informações, permitir que os clientes negociem mercados de energia e permitir que os clientes ofereçam resposta do lado da demanda;

(d) software para garantir e manter a segurança das informações e padrões para fornecer escalabilidade e interoperabilidade dos sistemas de informação e comunicação.

2. Tecnologias de detecção, medição, controle e automação:

(a) Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IED) para fornecer informações, medições, registros de falhas e registros de eventos para o sistema de energia;

(b) Unidades de medição fasorial (PMU) e Monitoramento, Proteção e Controle de Área Ampla (WAMPAC) para garantir a segurança do sistema de energia;

(c) sensores integrados, medições, sistemas de controle e automação e tecnologias de informação e comunicação para fornecer diagnóstico rápido e resposta oportuna a qualquer evento em diferentes partes do sistema de energia.

(d) aparelhos inteligentes, comunicação, controles e monitores para maximizar a segurança, conforto, conveniência e economia de energia das residências;

(e) medidores inteligentes, comunicação, displays e software associado para permitir que os clientes tenham maior escolha e controle sobre o uso de eletricidade e gás.

3. Eletrônica de potência e armazenamento de energia:  

(a)  Esquemas de transmissão e back-to-back de alta tensão AC (HVDC) e sistemas flexíveis de transmissão AC (FACTS) para permitir o transporte a longa distância e a integração de fontes de energia renováveis;

(b) Diferentes interfaces eletrônicas de potência que suportam dispositivos que proporcionem uma conexão eficiente de fontes de energia renováveis ​​e dispositivos de armazenamento de energia;

(c) Capacitores em série, controladores de fluxo de energia unificados (UPFC) e outros dispositivos FACTS para fornecer maior controle sobre os fluxos de energia na rede AC;

(d) HVDC, FACTS e filtros ativos, juntamente com comunicação e controle integrados, para garantir maior flexibilidade do sistema, confiabilidade do fornecimento e qualidade da energia;

(e) Interfaces eletrônicas de energia e comunicação integrada e controle das operações do sistema, controlando fontes de energia renováveis, armazenamento de energia e cargas de consumidores;

(f) Armazenamento de energia para facilitar uma maior flexibilidade e confiabilidade do sistema de energia.