Até bem pouco tempo atrás, as concessionárias tinham necessidade de ler o consumo de energia de seus clientes apenas uma vez por mês, para fins de faturamento. Com a desregulamentação do setor elétrico em curso, esta necessidade está sendo revista. Algumas concessionárias querem leituras diárias, outras horárias, outras em tempo real, dependendo do ponto de medição em análise (tipo de consumidor, volume de energia, etc).
A leitura mensal é feita esmagadoramente por via manual. Com o aumento no número de leituras, a via manual deixa de ser viável. Nossa solução foi concebida para substituir a leitura manual em grandes volumes de consumidores. Em função disto, dois aspectos foram decisivos na modelagem:
Uso da Internet: pois a rede é capaz de chegar a todo tipo de consumidor de energia, até mesmo os residenciais, usando infra-estrutura já existente.
Inversão do Fluxo dos Dados: ao invés do Servidor ir buscar os dados no medidor, este é quem tem a obrigação de enviar os dados ao Servidor.
Confira no diagrama da figura 5.9, a topologia típica da solução:
Fig. 5.9: Diagrama básico da solução
Fonte: Engecomp<www.engecomp.com.br>. Novidades em gerenciamento energético.
O sistema pode ser dividido em 3 partes: Aquisição de Dados, Transporte (feito através da Internet), e Banco de Dados.
5.6.2.1. Aquisição de dados.
A Aquisição de Dados, nesta solução, tem as seguintes características: É feita por gateways ou concentradores de dados (gateways para até 4 medidores; concentradores para até 256 medidores).
Totalmente construída para a Internet, sem uso de protocolos fechados ou proprietários.
Medição de todo tipo de consumidores (Grupos A e B), usando portas da concessionária ou do usuário (para isto existem vários modelos de gateways e concentradores de dados).
Conexão periódica ao Servidor de Dados para envio de informações, sempre usando a Internet.
(pública ou privada), banda larga ou estreita. Para cada tipo de mídia, foi concebido um gateway específico, com hardware e software adequado às características daquela mídia.
Permite fazer o sincronismo de todos os relógios dos medidores através do padrão Internet RFC868, que garante erro máximo de 1 segundo.
Estas características permitem a implantação de sistemas de medição setorial (também chamada de sub medição), que na prática implica em fazer a leitura de muitos medidores (dezenas ou centenas) em uma mesma localidade (normalmente condomínios comerciais ou shopping centers). Nestes casos, os medidores são ligados em redes (padrão RS-485) conforme o enquadramento tarifário de cada consumidor.
Como todos os gateways, concentradores e controladores foram concebidos para uma única solução, foi garantida total compatibilidade entre eles, independentemente da mídia de comunicação utilizada. Apenas nos casos onde há controle de cargas ou capacitores (controle de demanda e fator de potência) se exige uma mídia do tipo "always-on" (permanentemente ativa), dando-se preferência às redes corporativas dos próprios clientes.
5.6.2.2. Banco de dados.
Após passar pela Internet, as informações chegam a um Servidor de Dados. As características deste Servidor de Dados são as seguintes:
Capaz de receber informações de milhares de pontos de medição simultaneamente, pois é baseado na plataforma Microsoft IIS de serviços para Web, concebida para "sites" de alto tráfego.
Compatível com os principais Bancos de Dados do mercado: Oracle, SQL Server, etc.
Construir relatórios e gráficos gerenciais com as informações dos pontos de medição no formato de páginas WEB, visíveis com o Internet Explorer ou qualquer outro "browser" de Internet.
Dispensa a presença de operadores, pois o Servidor é passivo (a iniciativa de enviar os dados é do gateway instalado junto ao medidor).
Imune a roteamentos e "firewalls", pois utiliza o protocolo HTTP (sobre TCP/IP), normalmente aberta para navegação na Web.
Energia), que exige criptografia e autenticação digital.
5.6.2.3. Informações disponíveis.
Basicamente, o conjunto de informações a ser disponibilizada ao cliente depende exclusivamente das características do medidor sendo utilizado em cada ponto de medição. Há uma grande variedade de medidores sendo aplicados para medições de fronteira. Por outro lado, há uma grande padronização nos medidores eletrônicos utilizados para faturamento de clientes horo-sazonais. Ainda que existam vários fabricantes, os medidores possuem importantes características comuns, graças à compatibilidade com a Norma de Intercâmbio de Informações para Medidores Eletrônicos NBR 1522, também conhecido como protocolo ABNT. Os medidores compatíveis com o padrão ABNT respondem pela esmagadora maioria dos medidores eletrônicos em uso no país, e compreende quase que a totalidade dos medidores instalados em grandes clientes no Brasil. Estes medidores, independente do modelo ou fabricante, disponibilizam as seguintes informações ao usuário do sistema:
Parâmetros programados no medidor, e registro de alterações efetuadas na programação.
Totalizadores de consumo para os diversos postos tarifários. Demandas máximas para os diversos postos tarifários. Registro de períodos de falta de energia elétrica.
Memória de massa, para até 37 dias (em três canais), segmentada para cada período de faturamento, que permite gerar inúmeros gráficos e relatórios.
5.7. CONCLUSÕES
Neste capitulo, foi apresentada a evolução da tecnologia de gerenciamento energético, desde o seu surgimento até os dias de hoje. Foram também discutidas as razões para se gerenciar a energia de uma instalação, principalmente no que se refere à redução da conta de energia e do aumento da produtividade.
Foram apresentadas comparações entre os medidores eletrônicos e os medidores eletromecânicos. Conclui-se que as vantagens na utilização de medidores eletrônicos são muito superiores quando comparados aos
eletromecânicos, de maneira geral, pelos custos, dimensões, quantidades de informações, maior confiabilidade, entre outras.
Foram apresentados os requisitos desejáveis para conhecer melhor estes sistemas, tais como: controle do fator de potência, monitoração das grandezas elétricas envolvidas, conectividade com sistemas de supervisão SCADA, ferramentas de análise financeira, estatísticas, de processos e algoritmos de controle de demanda.
Foram mostrados também o sistema tarifário brasileiro, os tipos de tarifações e os tipos de consumidores.
Sendo assim, neste capitulo destaca-se a necessidade do sistema de gerenciamento de energia, sendo uma ferramenta de fundamental importância nas indústrias e nos sistemas de distribuição de sub transmissão de energia elétrica.