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28–30 September, 2010, Sao Paulo, BRAZIL
Considerações analíticas de dados para Implementação do smart grid / medição
inteligente
Rui Mano Diretor
Choice Technologies S.A.Brasil
28 a 30 de Setembro de 2010Centro de Convenções Frei CanecaSão PauloBRASIL
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Agenda
• Cenários• Coleta, Integração e An álise de Dados
• Consumidores e Proteção da receita• Operação
• Aplicações de An álise de Dados na Smart Grid
• Casos de estudo e resultados• Conclusões
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Cenário atual– Automação da Distribuição– Automação de Subestações– Dados de Medição
– Sistemas • Corporativos, Administrativos,Financeiros• Operação, Manutenção, etc.
– Transmissão, Processamento e Armazenamento DADOS
Telecom
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Futuro Cenário• Implementação de Smart Grid - A rede
com mais inteligência– Automação da Distribuição– Automação de Subestações– Smart Metering AMR / AMI
– Sistemas – Protocolos– Padrões– Modelos de dados– Integração
DADOS(Muito mais!)
ANÁLISE
Telecom
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Coleta, Integração e Análise de Dados
• Dados de correntes, tensões, estados de dispositivos, etc.– Operação, Engenharia, Manutenção...
• Dados de medição (Consumo, faltas, etc.)– Financeiros, Administrativos, Comerciais, de
Clientes . . .
• Terabytes/mes – uma Tsunami de dados!• Transmissão, Processamento e
Arquivamento Análise
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Exemplos de Aplicações
• Administrativas, Financeiras, Comerciais, Suporte ao Cliente• Técnicas: Planejamento, Engenharia, Operação e
Manutenção, Eficiência Energética• Novos serviços aos clientes• Técnicas e Ferramentas para Suporte à Decisão baseada em
Conhecimento:• Inteligência computacional – Redes Neurais, Lógica Nebulosa,
Sistemas Neuro-Fuzzy, Sistemas especialistas, Processamento de sinais (Wavelets, etc), Clusterização, Algoritmos Evolutivos, etc.
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Exemplos de Aplicações Smart Grids
• Garantia de receita (redução de perdas, da inadimplência, identificação medidores defeituosos, perfis de consumidores, falsos positivos, etc)
• Planejamento (como e onde investir)• Operações nos medidores (corte e religação remota, DR)• Financeiras (sinais tarifários – tarifas de pico, tarifas TOU)• Comerciais e suporte ao cliente• Eficiência Energética• Previsão e Gestão de Perfis de Carga• Gestão de demanda de carros elétricos• Etc.
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Projeto Tarefa Descrição
Planejamento
1 Configuração otimizada do sistema de distribuição2 Localização otimizada dos dispositivos de proteção e chaveamento
3Localização otimizada de bancos de capacitores e re guladores de
tensão4 Proteção otimizada e adaptativa5 Localização otimizado de recursos de geração distr ibuída6 Previsão de carga
Operação em Tempo-Real (condições normais)
7 Estimador de estado da distribuição8 Estimador de carga9 Gerenciador da carga
10 Integrated volt-VAR control11 Reconfiguração otimizada12 Despacho otimizado de recursos de geração distribuí da13 Diagnóstico de condição em tempo real14 Localização preditiva de faltas
Operação em tempo real (condições
emergenciais)
15Self-healing – Localização e isolamento de faltas, e recomposição de
sistema16 Proteção adaptativa17 Ilhamento de recursos de geração distribuída
Exemplos de Aplicações em Smart Grids – Planejamento e Operação
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Planejamento e Operação da Rede Inteligente
o Choice trabalhando em dois macro-projetos de software com objetivos complementares:
o Desenvolver metodologias e ferramentas para suportar o planejamento e projeto conceitual da rede inteligente de distribuição
o Desenvolver metodologias e ferramentas para suportar a operação em tempo real otimizada e adaptativa da rede inteligente de distribuição e novos serviços aos clientes
PlanejamentoPlanejamento Sistema dedistribuiçãointeligente
Sistema dedistribuiçãointeligente
OperaçãoReal-time
OperaçãoReal-time
Sistema dedistribuiçãoexistente
Sistema dedistribuiçãoexistente
Sistemade Distribuição
Inteligente /Adaptativoself-healing
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Módulo A:Configuração otimizada do sistema de
distribuição*
Macro-projeto Planejamento da Rede
Sistema para apoio ao Planejamento da Rede
Módulo B: Proteção
Adaptativa
Módulo C: Planejamento de
Carga
Sistema para apoio àOperação da Rede
Macro-projeto Operação da Rede – Self-healing
Módulo D: Estimador de
estado da distribuição / estimador de
carga
Módulo E: Integrated volt-
VAR control
Módulo F:Localização e isolamento de
faltas, e recomposição de sistema (FLISR)
Módulo G: Localização Preditiva de
Faltas
* Configuração otimizada do sistema de distribuição também inclui a localização de dispositivos de chaveamento e proteção, localização de bancos de capacitores e reguladores de voltagem e localização de recursos distribuídos
Exemplos de Aplicações em Smart Grids
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R
R
Planeja-mento
Planeja-mento
F1 F2
F3 F4
F1 F2
F3F4
F5
F6
Dispositivos existentes de proteção / comutação
Novos dispositivos inteligentes de proteção /
comutação
R Recursos Distribuídos (geração/armazenamento)
Subestação
Subestação
Subestação
Subestação
Novos equipamentos de distribuição
(reguladores/capacitores)
Sistema de distribuição existente
Rede de distribuição inteligente
Novos ramais de distribuição / alimentadores
Exemplos de Aplicações –Planejamento Rede Inteligente
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Casos de Estudo e Resultados (1)ENEL
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Casos de Estudo e Resultados (1)ENEL
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
• Programas desenvolvidos após implementação AMR– Com AMR instalado, há uma grande oportunidade para
criar valor a partir dos dados coletados. Com base nos dados de medidores (no caso, só consumo diário), PECO implementou com sucesso programas para:
• Detecção de furto de energia, Operação remota através de medidores
• Gestão de ativos• Planejamento e operação da distribuição, Gestão de
Falta, Previsão de carga• Aplicações Financeiras, Eficiência energética
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
• Proteção da Receita:– Com AMI/AMR, aumenta a frequência de leituras e
possibilidade de flags de diagnóstico, mas não há a inspeção física expedita realizada pelo leiturista
– Data Analytics ajudou a identificar milhares de instalações suspeitas
– Taxa inesperadamente alta de medidores fraudados. – Processo trazendo grandes benefícios financeiros:
• Redução roubos de energia e perda de receita• Recuperação de receitas passado• Desencorajamento de novos casos de fraude
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
• Bypass do medidor por períodos de cada dia
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
Bypass do medidor por dias consecutivos
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
• Operação da Distribuição:• Ocorriam muitas falhas de transformadores causadas
por sobrecarga• Programa de substituição de transformadores em risco
preveniu vazamentos de óleo, redução custo mão-de-obra (horas extras), evitou perda de equipamentos, falta de energia, insatisfação clientes
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
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Casos de Estudo e Resultados (2) Exelon / PECO
• Conclusões da Exelon/PECO:– Data Analytics bring out the true value of AMI
systems– Benefits are across the power delivery organization– Start small, big returns will be achieved
• Data analytics: the next big thing
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• Projeto desenvolvido na Light– >4 Milhões de clientes– >70.000 transformadores de distribuição– Objetivo : reduzir as perdas não-técnicas (roubo de
energia) – acima de 20%– Estratégias definidas (não-exclusivas):
�Realizar inspeções de campo – questões: Quantas inspeções? Quais consumidores inspecionar?
�Instalar centenas de milhares de Medidores Inteligentes – questões: onde instalar primeiro?
�Definir critérios!
Casos de Estudo e Resultados (3) Light
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Dez 2007
Mai 2008
Processo de aperfeiçoamento contínuo
1 2
1
2
Início implantação do Revenue Intelligence - Portfolio
Início da operação da inteligência na seleção de inspeções
Casos de Estudo e Resultados (3) Light – Centro de Inteligência
• Redução de Perdas com tecnologia REVENUE INTELLIGENCE da Choice – Centro de Inteligência e software PORTFOLIO
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0
50
100
150
200
250
300
2007 2008 2009
Energia Rec + Inc (GWh)
0
200
400
600
800
1000
1200
2007 2010 (1o Sem)
Produtividade (kWh / Insp)
Variação 2007-2009 de 100,13% do volume GWh
Aumento de 150 GWh Equivalente a R$ 50 mi por ano
Casos de Estudo e Resultados (3) Light - Resultados da Inteligência na Inspeção
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Posição Light em Ago 2007
Posição Light em Ago 2010
Benchmark com 5 distribuidoras – 2 sudeste e 3 nordeste
Casos de Estudo e Resultados (3) Light - Resultados da Inteligência na Inspeção
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Casos de Estudo e Resultados (3) Light
• E agora . . . SMC– AMR / AMI – perfil de consumo 24h/dia, mais completos,
sofisticados– Flags de diagnósticos dos medidores, falsos positivos– Novos serviços– Tarifas horo-sazonais, Gestão da demanda, Eficiência
energética– Etc.• Evolução da curva de perdas• Relação Benefício/Custo das soluções para perdas
mais baixas
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Casos de Estudo e Resultados (3) Light
• Sistema de Medição Centralizada (Medição Inteligent e) – uma implementação a longo prazo
– Como começar?– Quais estratégias?– Quando e onde investir?– Quais tecnologias?– Como monitorar o sucesso?• Estratégia de priorização de investimentos e
tecnologias• Relação Benefício/Custo das soluções - Em alguns
anos, a diferença no retorno do investimento ésubstancial!
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� Módulos Topos/Optimuso Uso da inteligência geoespacial para priorizar os
investimentos na redeo Usando técnicas de agrupação (clustering), Optimus
calcula o retorno do investimento para cada cluster e tecnologia, e mostra onde aplicar cada tipo de investimento (medição inteligente / AMI, aplicações de redes inteligentes, etc.) para obter o maior retorno em relação ao objetivo pretendido.
Casos de Estudo e Resultados (3) Light – Inteligência de Investimento
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Jul 2009
Dez 2009
Processo de aperfeiçoamento contínuo
3 4
3
4
Início Projeto Optimus (P&D)
Início da operação da inteligência geoelétrica
5Set2010
5 Início da otimização no direcionamento das novas tecnologias
Casos de Estudo e Resultados (3) Light – Centro de Inteligência
– Software OPTIMUS desenvolvido através de projeto P&D ANEEL para otimização de investimento
– Software TOPOS para an álise geoelétrica
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• Mineração de dados históricos• Segmentação de dados Geoelétricos e classificação
em grupos de elementos similares.• Uso de técnicas de Clusterização• Seleção das variáveis influentes
Transformador B
Transformador A
Transformador C
Fase 1 Priorização do investimento
Fase 1 Priorização do investimento
Maximização do retorno econômico
Fase 2Financiada pelo
resultado da fase 1Nova priorização de
investimentos
Fase 2Financiada pelo
resultado da fase 1Nova priorização de
investimentos
Financia os investimentos
Baixo retorno econômico
Médio retorno econômico
Alto retorno econômico
Casos de Estudo e Resultados (3) Light
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• Análise dos resultados – 16 mil UCs realizadas– SMC otimizado para áreas de blindagem entre 4000 e
8000 UCs e com densidade mínima de 160 UCs/km de rede BT
REALIZADO OTIMIZADO
Casos de Estudo e Resultados (3) Light – Resultados
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• Análise dos resultados – 16 mil UCs realizadas– SMC otimizado para áreas de blindagem entre 4000 e
8000 UCs e com densidade mínima de 160 UCs/km de rede BT
SMC Inspeção SMC Inspeção
Qtd de Ucs Afetadas 15875 2469 23459 1644
Custo 13 950 000.00R$ 312 000.00R$ 13 950 000.00R$ 224 000.00R$
Receita 21 410 000.00R$ 1 523 000.00R$ 29 067 000.00R$ 1 335 000.00R$
Lucro 7 460 000.00R$ 1 211 000.00R$ 15 117 000.00R$ 1 111 000.00R$
TOTAL
Ganho Percentual 87.2%
Realizado Otimizado
8 671 000.00R$ 16 228 000.00R$
Casos de Estudo e Resultados (3) Light – Resultados
28–30 September, 2010, Sao Paulo, BRAZIL
• Análise dos resultados – 63 mil UCs realizadas– SMC otimizado para áreas de blindagem entre 4000 e
8000 UCs Realizado Otimizado
SMC SMC
Qtd de Ucs Afetadas 63.392 78.892
Custo R$ 55.233.000,00 R$ 56.242.000,00
Receita R$ 94.015.000,00 R$ 122.632.000,00
Lucro R$ 38.782.000,00 R$ 66.390.000,00
Aumento do Lucro R$ 27.608.000,00
Ganho Percentual 71%
Casos de Estudo e Resultados (3) Light – Resultados
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ConclusõesArmazenamento de dados? Ou... Inteligência
dos dados?A riqueza das informações obtidas permite
entender melhor o comportamento dos consumidores, da carga e da rede, e prestar melhores serviços, com melhores resultados
para a empresa.
28–30 September, 2010, Sao Paulo, BRAZIL
Perguntas?
Obrigado pela aten ção!
Rui Manorui.mano@choice.com.br
21-3094 6250