La solution de la CCJA et autres

O plano de substituição de contadores proposto ocorreu em Março de 2007 para mais de 6 milhões de clientes de baixa tensão, incluindo o sector doméstico e pequenas empresas (99% dos clientes). O plano envolve as empresas de distribuição e fabricantes de contadores inteligentes, apoiados por consulta pública (Hierzinger et al., 2012).

Assim, têm sido desenvolvidos diversos projetos-piloto com a finalidade de testar diferentes equipamentos e tecnologias de comunicação e analisar alterações dos hábitos de consumo motivadas pelo acesso a informação disponibilizada pelos novos contadores (ERSE, 2012). Contudo, até à data, em Portugal, os operadores das redes de distribuição de Gás Natural têm-se limitado a acompanhar os desenvolvimentos que se verificam ao nível das tecnologias existentes, das funcionalidades e dos custos dos equipamentos, entre outros aspetos. Verifica- se, assim, que ainda não existe experiência em Portugal no desenvolvimento de projetos-piloto de contadores inteligentes de gás natural. Por outro lado, já se desenvolveram projetos-piloto de contadores inteligentes de eletricidade em Portugal, pelos operadores de rede de distribuição EDP Distribuição, EEM e a Cooperativa de Abastecimento de Energia C.R.L (Cooproriz).

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Assim, Em 2010, a EEM iniciou um projeto-piloto em conjunto com a Siemens, tendo sido instalados contadores inteligentes em 100 habitações. Pretendeu-se testar, entre outros aspetos, o funcionamento dos equipamentos, no que se refere a funcionalidades de recolha de leitura, interrupção e restabelecimento de energia elétrica e alteração remota de potência contratada. Para além de um melhor conhecimento da tecnologia, as motivações passaram também por uma melhor compreensão dos custos e benefícios associados aos contadores inteligentes.

O projeto consistiu na instalação dos seguintes equipamentos:

 Contadores: 70 monofásicos e 30 trifásicos;

 Módulos de comunicações PLC: 100;

 Concentradores: 2.

Os dispositivos, contador e módulo de comunicações, instalados nas residências dos clientes comunicam via PLC com os concentradores. Os concentradores transferem e recebem informação do sistema central usando um serviço de comunicações móveis GPRS.

O acesso ao sistema pode ser feito usando uma interface web, utilizando uma aplicação – DashBoard – para leitura de dados. É efetuado o registo periódico dos valores de consumo de eletricidade e o armazenamento desses valores em perfis, denominados de Billing Values e de Energy Values. Os Billing Values profile são diários permitindo um armazenamento de dados de 366 dias (1 ano). Os Energy Values profile são recolhidos em períodos de 15, 30 ou 60 minutos.

A aplicação Dashboard é uma aplicação web que permite ao utilizador ter acesso online aos pontos de medida que se encontram ligados ao sistema, fornecendo informação detalhada (ex: gráficos e tabelas indicativos do consumo do cliente) de um ponto de medida num determinado período específico

Um outro projeto a realçar é o da Cooproriz, em parceria com a ISA – Intelligent Sensing Anywhere, desenvolveu um sistema de gestão da procura, que permite a interrupção de algumas cargas selecionadas pelos clientes em horas de ponta.

Nas residências dos clientes foi instalada uma infraestrutura com capacidade de medição e transmissão de dados. Esta infraestrutura inclui tomadas inteligentes (“Plug”) com capacidade de medir a energia consumida por determinado equipamento e capacidade de atuação On/Off (ligar/desligar), bem como um concentrador com capacidade para recolher e transmitir dados para o Sistema de Informação da Cooproriz.

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A informação é disponibilizada de forma atrativa aos clientes da Cooproriz, via internet ou através de dispositivos móveis. Os clientes têm acesso a diversas funcionalidades, designadamente:

 Visualização de dados em tempo real;

 Consulta de histórico de consumos;

 Receção de sugestões de eficiência energética.

Contudo, o projeto de maior destaque, foi o Inovgrid, desenvolvido pela EDP Distribuição no contexto das redes inteligentes de eletricidade iniciado em 2007 com o objetivo de melhorar a rede de distribuição, reduzindo custos de operação, promovendo a eficiência energética e aumentando sustentabilidade ambiental. Embora desenvolvido pela EDP Distribuição tem o apoio do INESC Porto no desenvolvimento do conceito, a EFACEC, a LOGICA e a JANZ/CONTAR no desenvolvimento dos equipamentos (EDP Distribuição, 2009; KEMA, 2012).

O Inovgrid pretende substituir os contadores atuais por dispositivos chamados Energy Boxes (EBs). Estas EBs estão integradas numa rede que se pretende dotada de automação e com dispositivos de armazenamento e processamento de informação do controlo a nível dos postos de transformação (PTs) de média para baixa tensão (MT/BT), que poderão comandar algumas funcionalidades das EBs através de soluções de tecnologias de informação e sistemas de informação, agregando informação e providenciando novos serviços para os consumidores (KEMA, 2012).

Em 2011, o projeto de Évora (Inovcity/InovGrid) foi selecionado pela Comissão Europeia e pela Eurelectric como case study de entre mais de 260 projetos a nível europeu de redes inteligentes de energia, devido à forma como foi concebido e implementado e será objeto de análise e acompanhamento por parte destas entidades europeias.

Desta forma, a primeira etapa do projeto InovCity consistia na instalação de uma EB em aproximadamente 31.000 clientes domésticos de Évora, permitindo desta forma, leituras e operações de forma remota; faturações baseadas em consumo real acessíveis a todos; maior capacidade de integração de energias renováveis e dos veículos elétricos e ainda melhor capacidade de deteção e resolução de falhas da rede de distribuição de eletricidade.

Em suma, este projeto permite aos consumidores serem mais ativos e terem maior controlo sobre o seu consumo, assim como aos ORDs avaliarem as tecnologias, equipamentos, sistemas e respetivas funcionalidades, assim como de custos e benefícios associados às redes inteligentes (EDP Distribuição, 2009; KEMA, 2012).

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Em Março de 2011, a primeira etapa do projeto de Évora ficou praticamente concluído, apresentando as seguintes características (ERSE, 2012; KEMA, 2012):

 30 000 EB e 340 DTC (Distribution Transformer Controller) instalados;

 Novos produtos e serviços em operação;

 Iluminação pública integrada no projeto;

 Teste de tecnologias de comunicação, designadamente PLC DCSK (comunicação de dados através da rede elétrica utilizando a modulação de sinal específico) e GPRS (comunicação móvel via rádio para transmissão de dados);

 Avaliação no terreno de custos e benefícios.

A partir da Figura 13 e 14, podemos verificar o número de EBs e DTCs instalados em Évora, no período de 2010 a 2011.

Figura 13: Número de EBs instaladas (milhares) em Évora no período de 2010-2011(KEMA, 2012).

Figura 14: Número de DTCs instaladas (unidades) em Évora no período de 2010-2011(KEMA, 2012).

Como é possível verificar a partir da Figura 13, os DTCs previstos para Évora estão todos instalados desde final 2010.

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Numa segunda etapa, a meta são 100 mil clientes dos quais 99% são residenciais e 1% comerciais, que correspondem a 1,5% do total de clientes da EDP.

A Figura 15 mostra a arquitetura implementada pela EDP Distribuição no projeto Inovgrid, nomeadamente do sistema de controlo remoto do contador.

Esta arquitetura encontra-se dividida em 3 níveis (Gomes F. M 2008; METER-ON, 2014):

1. Nível do produtor/consumidor – Neste nível encontram-se as EBs (incluindo módulos de medição, atuação, processamento, interface e comunicação) que implementam as funções de contagem de energia e também a gestão de energia doméstica, incluindo o controlo de equipamentos consumidores de energia e o controlo da microgeração.

2. Nível da subestação MT/BT (posto de transformação - PT) – Neste nível encontra-se o DTC, com funções de concentração de informação, gestão das EBs e ainda a monitorização, controlo e automação do PT (transformador e restantes ativos da subestação MT/BT).

3. Nível de controlo e gestão central – Neste nível é realizado a agregação da informação comercial e de gestão de energia, sendo ainda implementado o controlo operacional da rede.

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Os equipamentos e tecnologias para a transmissão de informações estão também divididos em 3 níveis, o WAN, o LAN e o HAN (METER-ON, 2014).

 WAN (Wide Area Network) - permite a comunicação entre o DTC e os sistemas de informação, assim como a comunicação direta entre os sistemas de informação e algumas EBs específicas, a partir da tecnologia de comunicação GPRS;

 LAN (Local Area Network) - permite a comunicação entre o DTC e as EBs com ligação à rede de BT, utilizando a tecnologia de comunicação PLC.

 HAN (Home Area Network) - permite a interação entre as EBs e dispositivos específicos locais (dispositivos de casa).

Uma vez retratadas anteriormente, as Energy Boxes (EBs) são denominadas por dispositivos inteligentes que visam a substituição do contador atual, com inúmeras vantagens quer para clientes, microprodutores e comercializadores. Segundo, a (EDP-Évora InovCity) as EBs apresentam a capacidade de acesso à informação detalhada sobre o consumo, possibilitando ao consumidor conhecer as horas do dia em que mais consome e aquelas em que pode usar eletricidade a um preço mais favorável. Em relação aos microprodutores, estes poderão fazer o balanço energético, podendo identificar quais os períodos em que são consumidores e os que é produtor. Por fim os comercializadores poderão oferecer aos seus clientes serviços e planos de preços permanentemente adaptados aos diversos perfis e necessidades de consumo. De realçar que este equipamento é certificado segundo a norma europeia EC Directive 2004/22/EC, referente a instrumentos de contagem de energia.

Na Figura 16, podemos verificar o tipo de contador que foi utilizado no projeto-piloto InovGrid, com a respetiva legenda das suas funcionalidades.

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Uma vez conhecido o aspeto, é então necessário verificar as principais características deste tipo de contadores, denominados por Energy Boxes, que apresentam a mesma tecnologia de informação quer sejam monofásicos quer trifásicos.

Este tipo de contador inteligente apresenta um dispositivo de proteção contra sobrecarga, bem como um disjuntor interno compatível com a norma IEC 62055-31, não sendo acessível pelo exterior.

Uma vez que opera em tempo real, apresenta uma bateria interna com autonomia de 5 anos, não necessitando assim de uma fonte alimentação principal. Quanto ao seu display, é interno e do tipo alfanumérico.

Na Tabela 6, estão presentes outras características dos contadores inteligentes quer monofásicos, quer trifásicos, das quais a idade média de vida do contador inteligente, a possibilidade de manobra interna, e ainda as normas internacionais compatíveis com o contador inteligente.

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Tabela 6: Principais características das Energy Boxes (Monofásicos e Trifásicos) (KEMA, 2012).

Monofásico Trifásico Idade média de vida de um SM 20 Anos Possibilidade de manobra interna Sim Sim

 Relé de desconexão Bi-estável;

 Não acessível a partir exterior;

 2 Mecanismos de reconexão implementados :

- Reconexão local usando botão disponível no contador inteligente; - Contador deteta variação de impedância devido à operação sobre o interruptor principal;

 Corte de corrente máximo= 80A;

 Relé unipolar.

 Relé de desconexão Bi-estável;

 Não acessível a partir exterior.

 2 Mecanismos de reconexão implementados :

- Reconexão local usando botão disponível no contador inteligente; - Contador deteta variação de

impedância devido à operação sobre o interruptor principal;

 Corte de corrente máximo= 80A; por fase;  3x Relé unipolar. Lista de padrão internacional compatível com contador EN 50470-1 EN 50470-3 IEC 62052-11 IEC 62053-23 IEC 62056-21

Apresentadas as principais características dos contadores de eletricidade inteligentes é importante citar quais as suas principais funcionalidades, no qual se verifica que quer seja monofásica quer trifásico as suas funcionalidades principais são idênticas (METER-ON, 2014).

 Frequência de leitura diária: Diária;

 Medição de energia ativa: Bidirecional;

 Medição de energia reativa: Detetada em 4 quadrantes;

 Número de programas tarifários anuais que podem ser programados: 2;

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37  Número de intervalos de tarifas diárias que podem ser programados: Até 144 (cada 10

minutos);

 Possibilidade de gerir remotamente o fornecimento de contratos: Sim;

 Possibilidade de gerir localmente contratos de fornecimento: Sim, usando a interface de porta ótica;

 Suporte de controlo de carga: Sim, ativando o valor secundário do limite de potência contratada;

 Principais parâmetros monitorizados: deteção de fraudes; configuração tarifária; configuração de potência contratada; configuração de parâmetros gerais; atualização de firmware; alarmes, ocorrência de erros e estado de carga da alimentação auxiliar;

 Registo de informações sobre falta de energia e qualidade da oferta: Sim;

 Presença de funcionalidade de gestão da procura: Sim;

 Há um valor secundário do limite de potência contratada (inferior à potência contratada principal) configurado no contador inteligente que pode ser ativada;

 Possibilidade de download de firmware remotamente: Sim.

No capítulo seguinte será apresentado o estudo de caso de 5 tipos de consumidores diferentes, onde serão comparados os tarifários existentes com uns possíveis tarifários smart grids, variando-se os custos de potência diária, e os custos da energia por kWh, nas diversas potências contratadas, tendo sido desenvolvida uma aplicação que será descrita de seguida-

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Capítulo 3- Estimação de consumos de energia