Projeto InovGrid

" O aumento populacional, a concorrência global cada vez maior e os objetivos ambiciosos ao nível ambiental têm aumentado de forma constante as exigências impostas aos serviços citadinos, de forma a melhorar a sua eficiência e sustentabilidade."

Monteiro, P.,2012

 Bem-vindos novamente estimados leitores!

Figura 1 - Logótipo do Projeto InovGrid

    Na presente publicação irei falar-vos sobre a implementação de um projeto inovador e pioneiro a nível mundial no âmbito das redes inteligentes no setor da energia elétrica que consiste no Projeto InovGrid. O presente projeto foi lançado no ano de 2007, pela EDP, através da EDP Distribuição, contando simultaneamente com a parceria estratégica de outras empresas e instituições portuguesas de produção industrial, tecnologia e investigação nomeadamente a EDP Inovação, EFACEC, INESC Porto, JANZ/CONTAR e LÓGICA, tendo como meta primordial dotar a rede elétrica de informação e equipamentos capazes de automatizar a gestão da rede, melhorar a qualidade de serviço, diminuir os custos de operação, promover a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental, potenciar a penetração das energias renováveis e do veículo elétrico. 1  Assim sendo, este projeto focado nas redes inteligentes, nasceu de forma pioneira e desenvolveu-se orientado por uma visão holística do sistema elétrico, com o objetivo de dar resposta aos grandes desafios que as redes de energia elétrica, em Portugal e no mundo, vão enfrentar nas próximas décadas.

   Estes novos desafios tornam mais complexa a manutenção do fundamental equilíbrio entre a oferta e a procura de energia no sistema elétrico, algo que vai exigir a introdução de maior inteligência na rede, entendendo-se por inteligência a capacidade da rede monitorizar, analisar, processar, memorizar, reportar e atuar de forma distribuída, através dos múltiplos sensores, atuadores e dispositivos colocados em todos os pontos relevantes da rede e comunicando entre si e com todos os outros agentes envolvidos (como os consumidores e micro-produtores). 1 Uma solução baseada em redes inteligentes permitirá obter um conhecimento mais profundo da própria rede, aumentar a indispensável capacidade de gestão de fluxos de energia mais complexos e fomentar uma participação muito mais ativa do consumidor/micro-produtor. Estas alterações induzirão benefícios muito significativos no sistema elétrico e na sociedade e promoverão o desenvolvimento de novos produtos e serviços energéticos a uma escala que esta área atualmente desconhece. Os benefícios serão particularmente importantes nas zonas urbanas, onde a elevada densidade populacional é um fator acrescido de exigência. 

Figura 2 - Desafios históricos e novos desafios da rede elétrica

   As redes inteligentes proporcionam benefícios muito relevantes para o sistema elétrico e para a sociedade os quais, como em qualquer projeto de investimento, devem ser alvo de uma análise profunda.  Há dois aspetos desta análise que merecem ser referidos: em primeiro lugar, que há de fato soluções de redes inteligentes com valor que devem ser exploradas, pois os benefícios justificam o nível de investimento requerido; em segundo lugar, que há uma distribuição desequilibrada de custos e benefícios pelas várias entidades da cadeia de valor, pois os custos de investimento são suportados pelo operador de rede de distribuição, o que obriga a encontrar formas de re-distribuição equilibrada. 2  No projeto InovGrid houve, desde o início, a preocupação de identificar, dinamizar e quantificar os principais benefícios da solução, com esse objetivo foram constituídas equipas de trabalho focadas em cada um desses benefícios:

Figura 3 - Benefícios do Projeto InovGrid

  Estas equipas têm vindo a trabalhar com situações e dados concretos que servirão para alimentar o projeto e conferir -lhe uma solidez que permita continuar com o seu avanço em larga escala.

   Arquitetura do Projeto InovGrid:

  Foi na Baixa Tensão (BT) onde foram realizadas as maiores alterações na rede elétrica no âmbito do Projeto InovGrid. Enquanto que na Média, Alta e Muito Alta Tensão (MT, AT, MAT) existe já um grau significativo de conhecimento permanente da rede e uma capacidade relevante de intervir remotamente, é ao nível da transformação MT/BT e da BT, até ao local de consumo, que o grau de conhecimento e de capacidade de atuação é mais limitado. Acresce a esta limitação o fato de os novos desafios incidirem sobretudo na rede BT de onde resulta, portanto, a necessidade de conseguir geri-la melhor.

   A arquitetura do Projeto InovGrid está ilustrada na figura seguinte, onde se apresentam equipamentos em três camadas distintas, comunicando entre si.

Figura 4 - Arquitetura do Projeto InovGrid

  Ainda relativamente à arquitetura do Projeto InovGrid, irei explicar detalhadamente cada um dos equipamentos referidos anteriormente na figura, de forma a promover e facilitar uma compreensão global de todo este processo.

- EDP Box (EB): A EDP Box (EB) é um dispositivo fundamental para a gestão do cliente e para a gestão da rede BT, que se instala nos locais de consumo. Este equipamento substituirá o contador tradicional e, onde aplicável, o disjuntor de controlo de potência, mas tem um nível de funcionalidade muito superior e capacidade de comunicação remota. Em particular, a EB será um dispositivo importante para o controlo da qualidade de serviço prestado e para a gestão mais eficiente da rede BT, através do envio de dados de monitorização de grandezas elétrica relevantes. A EB pode ser remotamente atualizada para melhoria das suas funcionalidades ou introdução de novas funcionalidades, o que lhe confere um enorme potencial de evolução. Tem ainda, opcionalmente, capacidade para comunicar com dispositivos dentro de casa do consumidor para permitir a sua participação ativa e promover a eficiência no consumo. 3

Figura 5 - Exemplo de uma EDP Box (EB)

 - Controlador do Transformador da Distribuição ou Distribution Transformer Controller (DTC): O Distribution Transformer Controller (DTC) é um equipamento que se instala no posto de transformação MT/BT para fazer a gestão do transformador de potência e da rede BT associada, incluindo a gestão das EB´s dessa rede. O DTC tem assim funções de monitorização e controlo do Posto de Transformação (PT), de análise de informação, reporte e atuação local, e de concentração da informação recolhida das EB´s. A informação recolhida e analisada pelo DTC é essencial para a redução de perdas técnicas, redução de perdas comerciais e para a potenciação de outros benefícios. Passarão pelo DTC as principais inovações futuras relativas à gestão da procura, gestão da micro-produção e gestão do carregamento do veículo elétrico. O DTC tem de ser um controlador versátil, remotamente atualizável e com diferentes interfaces e protocolos de comunicação. Nos casos em que se justifique o investimento, o DTC poderá ser complementado com funções de medição de qualidade da onda elétrica ou com outros dispositivos que permitam o telecomando do PT. 3

- Sistemas Centrais, Técnicos e Comerciais: A arquitetura do Projeto InovGrid prevê sistemas e fluxos de informação distintos com a infra-estrutura (DTC´s e EB´s), para informação do tipo comercial (leituras de contagens, configurações de tarifários, ordens de serviço comercial) e informação do tipo técnica (alarmes, valores instantâneos no PT). O conteúdo e frequência de comunicação dos sistemas com os equipamentos são configuráveis, para os dados comerciais prevê-se uma recolha de informação com uma frequência mínima diária, e o envio de ordens de serviço sempre que necessário. Um dos grandes desafios na área dos sistemas é a gestão útil dos dados, que podem atingir enormes volumes. Neste contexto, assume particular importância a criteriosa configuração do tipo e frequência dos dadosrecolhidos, de modo a que se obtenha apenas aquilo que é relevante para os benefícios da solução, sempre respeitando a privacidade dos dados. 3

     Évora - InovCity:

   Ainda dentro do Projeto InovGrid, a cidade de Évora, tornou-se em 2010, na primeira metrópole a receber a rede inteligente de energia elétrica, tornando-se na primeira InovCity, abrangendo todo o município de Évora, com cerca de 54 mil habitantes, 31 mil consumidores e 341 postos de transformação. A região foi selecionada por respeitar um conjunto de critérios relevantes para esta experiência como a dimensão, o tipo de rede elétrica, a sua visibilidade nacional e internacional, o nível médio de consumo e a inserção no piloto nacional da rede de postos de carregamentodo veículo elétrico. 3

 Com a InovCity, pretendeu-se estimular na população uma maior sensibilidade para as questões de eficiência energética e de utilização racional da energia. Nesse sentido foi aberto o espaço InovCity em Évora e foram realizadas múltiplas iniciativas de envolvimento dos diversos setores da sociedade – desde as autarquias à população jovem, passando pelos profissionais de energia, pelo meio académico, por clientes selecionados. 
 

Figura 6 - Exemplos de algumas iniciativas realizadas junto da população no âmbito da InovCity

    Devido a esta abordagem integrada, gerou-se um forte interesse por parte de entidades externas nacionais e internacionais para visitar Évora, mais concretamente determinadas instalações, equipamentos e atividades inseridas na InovCity, que serão apresentadas na figura seguinte.

Figura 7 - Exemplos de instalações/equipamentos/atividades inseridas na InovCity

  De forma a garantir uma melhor perceção sobre a InovCity, apresento um vídeo que demonstra resumidamente quais as principais funcionalidades da mesma.

    Desta forma, a InovCity, funcionou como um ensaio fundamental para a utilização das redes inteligentes, para a abordagem aos consumidores neste contexto de maior envolvimento e para a sua própria afirmação ao nível europeu nesta área inovadora, estando já concluída a instalação de 31.000 EB´s e 340 DTC´s  e tendo já 31.000 clientes domésticos abrangidos por um sistema elétrico inteligente. 3 Após esta implementação bem sucedida, a EDP Distribuição está já a avançar com uma campanha para a instalação de mais 100.000 EB´s em 7 regiões do país, onde irá utilizar uma EB mais normalizada e com mais funcionalidade, e aumentar o número de clientes, recordando que de acordo com a Diretiva 2009/28/CE 4, em 2020, 80% dos consumidores deverão possuir rede elétrica inteligente.

    De realçar que o projeto InovGrid recebeu já diversos prémios que atestam a sua visão estratégica e a sua capacidade concretizadora. Um dos acontecimentos mais significativos, foi a seleção do InovGrid, de entre mais de 220 projetos europeus, pelo Joint Research Centre da Comissão Europeia e pelo Eurelectric como o caso de estudo para o teste e validação de uma metodologia de avaliação de projetos no âmbito das redes inteligentes, cuja aplicação se pretende generalizar a todos os projetos deste tipo na União Europeia. 5 A necessidade de promover as redes inteligentes, através de programas específicos de incentivos ao seu desenvolvimento, tem vindo a ser extensamente debatida e a ganhar cada vez maior relevância na estratégia energética na Europa e, de um modo geral, nas regiões mais desenvolvidas do mundo.

    Com o objetivo de verificar a melhoria na eficiência do consumo elétrico por parte do consumidor a partir da implementação de um sistema inteligente de energia elétrica (Projeto InovGrid), a EDP Distribuição realizou um estudo em Évora envolvendo mais de 15 000 clientes, através da análise e comparação dos consumos elétricos das EB´s nalguns grupos de clientes distintos. 6 De referir que os grupos de clientes do presente estudo foram segmentados de acordo com níveis de consumo e de potência contratada, tendo-se atribuído a cada um dos segmentos estabelecidos um pacote de produtos e/ou serviços (displays, software, tarifários experimentais, avisos por email ou sms) cuja eficácia também se pretendeu avaliar. Em todo este processo houve o cuidado de se definir amostras e de se tratar os dados de modo a obter resultados extrapoláveis para o resto do país. Seguidamente, irei apresentar alguns resultados referentes a alguns clientes pertencentes ao segmento empresarial no que diz respeito à eficiência energética.

Gráfico 1 - Média dos Consumos de Energia Elétrica de todas as 4ª feiras referentes aos meses de Maio e Outubro num Museu de Évora

                                                 

Gráfico 2 - Média dos Consumos de Energia Elétrica de todas as 4ª feiras referentes aos meses de Maio e Outubro na Direção Geral de Impostos de Évora

   É de salientar que na média obtida no mês de Maio, os clientes utilizavam ainda a rede elétrica tradicional, em contrapartida, no mês de Outubro, já tinha sido implementado o sistema de rede elétrica inteligente e os clientes já estavam mais informados/sensibilizados relativamente a todas as funcionalidades da mesma e ao padrão de consumo dos diferentes equipamentos presentes no local. Através da análise dos gráficos é possível constatar que ocorreu uma poupança energética significativa nos dois casos (16% no Museu e 12% na Direção Geral de Impostos), que poderá ser explicada não só devido à própria instalação do sistema inteligente de rede elétrica mas sobretudo devido a uma  alteração dos hábitos comportamentais dos clientes, relacionada com o acesso a informação mais detalhada sobre os consumos das instalações e uma adequada perceção sobre o padrão de consumos dos equipamentos.

    Assim sendo, o Projeto InovGrid pode ser considerado como uma aposta extremamente vantajosa uma vez que permitirá atingir objetivos energéticos essenciais nomeadamente uma abordagem centrada no consumidor/produtor, melhoria da qualidade de serviço, maior eficiência nas operações técnicas/comerciais, mas sobretudo será uma mais valia relativamente à sustentabilidade energética e consequentemente ambiental, já que potencia o conhecimento por parte do consumidor, daquilo que efetivamente consome, permitindo-lhe uma gestão mais pró-ativa e eficiente da sua energia.

Fontes Bibliográficas:

1- EDP Distribuição - 1ª Conferência de Energia e Ambiente: Projeto InovGrid, Novembro 2011;

2- ERSE - Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos - Funcionalidades mínimas e plano de substituição dos contadores de energia elétrica, Maio 2007;

3- EDP Inovação - Desenvolvimento da SmartGrid da EDP: Projeto InovGrid, Julho 2010;

4- Diretiva 2009/28/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de Abril de 2009, relativa à promoção da utilização de energia proveniente de fontes renováveis que altera e subsequentemente revoga as Directivas 2001/77/CE e  2003/30/CE;

5- JRC - Joint Research Centre - Guidelines for conducting a cost-benefit analysis of Smart Grid projects, European Commission, 2012;

6-  EDP Distribuição - Gestão Sustentável de Energia: Projeto InovGrid, Setembro 2013.

 Até à próxima publicação!

Ana Machado