Parte integrante da família de produtos SmartGate, o G Smart é um dispositivo inovador para redes de distribuição que controla e monitoriza a rede MT e BT. Embora orientado para automação avançada do posto de transformação e automação do circuito MT, o G Smart é utilizado em aplicações avançadas das smart grids.

Integrando múltiplas funções de automação como a recolha e gestão de contagens de troços a jusante da rede BT através das várias interfaces de comunicação standard, o G Smart representa uma verdadeira solução no âmbito das Smart Grids. Actua na automação da rede MT e BT através da iluminação pública, gestão da procura, carregamento inteligente de veículos eléctricos e controlo da microgeração.

O G Smart dispõe de um servidor web embebido, E/S, armazenamento de dados, detecção de defeitos, comunicações, monitorização, contagem local e análise da qualidade da energia, assim como uma abrangente capacidade de auto-monitorização. Uma plena capacidade de programação de acordo com IEC 61131-3, em conjunto com APIs de software permitem ao utilizador a definição de algoritmos e aplicações avançadas a serem implementadas de acordo com os requisitos de cada projecto.

Está também disponível um G Smart virtual, uma variante de software apenas do controlador G Smart para aplicações de recolha de dados de contagem inteligente.

Introdução

Controlador Inteligente / Concentrador de Contadores

Dispositivo autónomo de detecção de defeitos ou pequena RTU para redes de distribuição.

Ferramenta de engenharia para configuração e gestão de dispositivos, incluindo funções de automação em conformidade com a norma IEC 61131-3.

Outros Produtos SmartGate

Detector de defeitos

Ambiente de engenharia integrado

ABC

DE

FG

Benefícios para Cliente

• Melhoria de confiança na rede e QoS

• Redução de custos e perdas energéticas

• Melhoria de eficiência de operação de rede

• Alta disponibilidade e baixo custo de manutenção

• Simples gestão de contadores

• Suporte a aplicações avançadas

- Gestão activa da procura

- Controlo de carregamento inteligente de VE

- Gestão da microgeração dispersa

- Gestão do armazenamento da energia

Características Principais

• Controlador avançado para Smart Grid

• Múltiplas opções de comunicação

• Automação do PT de distribuição

• Controlo da iluminação pública

• Gateway para contagem inteligente

• Contagem local e análise da qualidade da energia

• Automação IEC 61131-3

Portefólio de Produto

Um produto

● - Característica base | - Característica opcional

Características do Produto

O dispositivo standard disponibiliza oito entradas digitais e oito saídas digitais. Estão disponíveis duas cartas de expansão opcionais, uma para extensão da capacidade de E/S com 16 entradas digitais e oito saídas digitais adicionais, e uma outra para medida e gestão da qualidade da energia.

O G Smart tem marcação CE e está preparado para cumprir com todos os requisitos internacionais aplicáveis, incluindo isolamento, imunidade e emissão. A tensão nominal de alimentação do G Smart é de 230 V c.a. e pode funcionar com a presença apenas de uma das três fases.

O G Smart inclui um conjunto de opções de comunicação que suporta múltiplas arquitecturas de sistema. As interfaces série são habitualmente utilizadas para ligação entre os produtos da família SmartGate ou dispositivos de terceiras partes na TAN (Transformer Area Network). A porta PLC é principalmente utilizada para interface com contadores BT e o modem GPRS/UMTS, ou as portas Ethernet, para integrar o sistema na WAN. Todas as interfaces de comunicação incluem auto-monitorização, como por exemplo dados e informação estatística online.

Podem ser utilizadas para diagnóstico e gestão do dispositivo as portas Ethernet, duas portas USB e uma porta RS232. Estão disponíveis quatro LED de diagnóstico - POWER, RUN e contador de impulsos ópticos da potência activa e reactiva.

O G Smart disponibiliza, através de portas Ethernet, um servidor web embebido para diagnóstico, gestão, controlo e extracção de registo de todas as funções disponíveis no dispositivo, incluindo gestão de contadores inteligentes e módulos externos.

Construção e Interfaces de E/S

Interfaces de Comunicação

Interface de Gestão

E/S de Base

8 ED + 8 SD

Carta de Expansão de E/S Digitais

16 ED + 8 SD

Carta de Expansão de Medição e Contagem

4 x Entradas de corrente

3 x Entradas de tensão

Armazenamento

Cartão SD

Servidor web embebido

230 V c.a. (80 V a 265 V, 50 ou 60 Hz)

88 até 350 V c.c.

2 LED (Run, Power)

2 x LED (para Impulsos Ópticos Externos)*

Botão de Reset

Interfaces de Comunicação de Diagnóstico

1 x RS232

2 x USB

E/S

Interface ao Utilizador Remota

Interface ao Utilizador Local

Interfaces de Comunicação

Alimentação

* Depende da disponibilidade da carta de expansão de contagem e medição.

G Smart - Data Model

2 x 10/100 BASE-TX (RJ 45)

1 x RS232

1 x RS485

1 x porta GPRS

PLC (trifásico, até 1 módulo)

Yitran

PRIME

1 x RF Mesh (módulo externo)

Interface ao Utilizador Local do G Smart

Interface LED para leitura óptica de energia a partir de impulsos

Portas USB

Portas Ethernet

Sinalização LED

Porta RS232

● - Característica base | - Característica opcional

Interface Web do G Smart

São disponibilizados diversos protocolos de comunicação que garantem a integração em várias configurações do sistema. A configuração habitual inclui IEC 60870-5-104 (TCP/IP) para controlo remoto, DLMS/COSEM ou serviços web para gestão remota, DLMS/COSEM para comunicação da rede BT e protocolo MODBUS para comunicação local. Estes protocolos podem ser utilizados através de várias interfaces como Ethernet, GPRS/UMTS, RS485, PLC ou RF Mesh.

A sincronização horária em tempo-real pode ser feita via SNTP quando os dispositivos integrados na rede têm disponibilidade horária SNTP/ NTP. São suportados múltiplos servidores temporais NTP para redundância assim como vários modos de comunicação NTP aumentando assim a flexibilidade.

O G Smart dispõe de interface HMI sofisticada em servidor web embebido, que permite acesso seguro e simplificado à configuração do dispositivo, monitorização e controlo do sistema, assim como gestão da rede de contadores. A HMI pode ser acedida, de forma segura com login e password do utilizador, localmente através de portas Ethernet ou remotamente através de modem GPRS/ UMTS.

Os módulos HMI da unidade permitem customizar todas as funções do G Smart, gerir o dispositivo e aceder a todos os registos, visualizar todos os dados recolhidos localmente ou recebidos de contadores remotos. A informação armazenada localmente pode ser exportada para ficheiros CSV, para análise offline, ou visualizada através de listas com filtros adequados.

É possível criar e instalar sinópticos definidos pelo utilizador numa HMI sofisticada para fins operacionais. Inclui animação gráfica e execução de controlos. A gestão de dispositivos inclui programação das tarefas, configuração, medidas e visualização de dados históricos, actualizações de firmware, etc.

O G Smart disponibiliza um conjunto de registos organizados, de forma a facilitar ao utilizador o acesso a dados importantes. É possível verificar através da Lista de Alarmes os alarmes considerados importantes e a sua hora de registo (correspondendo a valores não abrangidos pelos limites operacionais definidos pelo utilizador), eventos do dispositivo, eventos de contagem, análise de energia, etc. O registo de eventos guarda todos os acontecimentos relacionados com o G Smart para análise offline. Está também disponível um registo de eventos e estatísticas específicos da Qualidade da Energia em conformidade com a norma EN 50160.

Protocolos de Comunicação

Interface baseada em tecnologia web

Registo de Eventos e de Dados

Controlo Remoto

IEC 60870-5-104 (TCP/IP)

Outros (Mediante contacto)

Gestão Remota

DLMS/COSEM

Serviços web

Outros (Mediante contacto)

Comunicações da Rede BT

DLMS/COSEM

Outros (Mediante contacto)

Automação do Posto Local

MODBUS

Outros (Mediante contacto)

SNTP, Protocolo de Comunicação

Protocolos de Comunicação

Sincronização Horária

● - Característica base | - Característica opcional

Funções

O G Smart pode ser aplicado como RTU inteligente e/ ou unidade de automação do posto MT/ BT, dispondo de funções incorporadas, tais como detecção de defeitos MT, monitorização e controlo do transformador, controlo do disjuntor MT e várias medidas (valores RMS, factor de potência, entre outros).

O G Smart é programável em IEC 61131-3 o que permite implementar programas definidos pelo utilizador como sequências de recuperação automática MT, agrupamento e tratamento de alarmes, entre outros. A programação de acordo com IEC 61131-3 permite lógica e aritmética inteira e de vírgula flutuante, juntamente com blocos funcionais standard como flip-flops, contadores e temporizadores.

O G Smart está inteiramente preparado para comunicar com os contadores da Efacec ou de terceiros. Oferece diversas características para fácil integração e gestão tais como detecção automática de contadores inteligentes (plug-and-play), recolha, armazenamento e tratamento de registos de contagem e eventos, gestão e controlo de tarifas, cortes de energia, perfis de carga, dados de facturação, etc.

À medida que cada vez mais sistemas implementam a monitorização para melhorar a gestão de activos, o G Smart torna-se imprescindível no desempenho de aquisição local de dados e sua avaliação. Várias condições de operação e alarmes como os de intrusão, incêndio, inundação, temperatura do compartimento e do transformador e estado do circuito BT, podem ser monitorizados, detectados, reportados e integrados em algoritmos avançados.

O G Smart fornece um módulo de software opcional para controlo da iluminação pública, incluindo não só controlo manual, estado e estatísticas, mas também programação e gestão de:

• Horários: agendamento definido pelo utilizador, incluindo apoio a excepções do horário.

• Relógio astronómico: a iluminação pública é automaticamente controlada pela hora do amanhecer e entardecer.

• Associação de contadores da iluminação pública: o horário é definido através da configuração do contador. A supervisão de estatísticas sobre a iluminação, consumo energético e controlo adicional do contador inteligente está também disponível.

As opções de configuração podem ser geridas localmente através de interface web ou através de plataformas de gestão da iluminação pública como o eLumen.

Automação do Posto de Transformação MT/ BT e Programação IEC 61131-3

Gestão de Contador Inteligente

Monitorização do Posto de Transformação MT/ BT

Controlo da Iluminação Pública

RTU Inteligente e Automação do Posto de Transformação MT

Registo Cronológico de Eventos

Automação Programável (IEC 61131-3)

Monitorização e Controlo do Disjuntor do Transformador

Monitorização e Controlo do Disjuntor MT

Detecção de Defeitos MT

Valor RMS de Correntes de Fase

Valor RMS de Corrente de Neutro

Valor RMS de Tensões de Fase

Factor de Potência (Por Fase)

Potência Activa e Reactiva (Trifásica)

Monitorização do Estado do Posto de Transformação

Intrusão

Incêndio

Inundação/ Humidade

Monitorização da Temperatura do Transformador

Monitorização da Temperatura do Compartimento

Monitorização do Circuito BT

Via E/S local

Via Contadores da Iluminação Pública nos Circuitos de Iluminação

Automação de Postos de Transformação MT e MT/ BT

Controlo e Monitorização da Iluminação Pública

* Através de módulos externos plug-and-play do G Fault.

Leitura do Contador e Gestão do Contador Inteligente

* Depende do Protocolo de comunicação** Exige Carta de Expansão de Contagem e Medição

Concentrador de Contadores BT (Contadores Domésticos, Micro-produtores, etc.)

Gestão do Contador (Tarifas, Cortes de Energia, Mensagens, Potência Máxima Contratada, etc)

Contador Plug-and-Play

Leitura do Contador Automatizada (Perfis de Carga, Dados para Facturação, etc)

Associação dos Contadores às Fases *

Balanço Energético

Desequilíbrio de Carga **

Interrupção do Fornecimento da Energia Eléctrica

Detecção de Defeitos BT

Gestão da Procura

● - Característica base | - Característica opcional

● - Característica base

* Exige Carta de Expansão de Medição e Contagem

A função de balanço energético BT permite monitorizar a relação entre a energia fornecida pelos transformadores de potência e a consumida pelos clientes relacionados. Esta função fornece um mecanismo simples para detectar perdas técnicas e não-técnicas através da geração de alarmes e relatórios. A configuração é possível através de várias formas, incluindo balanço energético por vários períodos, múltiplas quantidades, medidas e parâmetros de balanço.

A função de desequilíbrio de carga é parte de um conjunto de algoritmos de protecção do G Smart. Esta função detecta o desequilíbrio de carga entre fases da rede BT de acordo com os parâmetros de detecção estabelecidos, incluindo níveis fixos ou relativos e gera alarmes ou relatórios convenientes.

O utilizador pode rapidamente detectar potenciais defeitos nos cabos de distribuição BT e/ ou interrupções de clientes críticos. A parametrização desta função prevê uma percentagem mínima de clientes sem fornecimento de energia, diferentes níveis de prioridade e áreas geográficas.

O G Smart pode detectar defeitos na rede BT combinando dados sobre falhas de comunicação dos contadores inteligentes. Fornece inclusivamente informação sobre localização geográfica e associação de fases, não só para detectar exactamente defeitos no circuito BT, mas também informação sobre resolução de problemas auxiliando na recuperação do sistema, diminuindo assim o tempo de interrupção.

O G Smart, quando equipado com carta de expansão de Qualidade de Energia, pode analisar, monitorizar e registar parâmetros sobre qualidade de energia a partir das tensões medidas localmente. As medidas e o seu mecanismo de agregação cumprem com os requisitos da classe A, assim como requisitos de agregação de medição e conceito de flags em conformidade com a norma IEC 61000-4-30.

Para além disso, é possível supervisionar os parâmetros de tensão e gerar alarmes através da definição de limites operacionais e temporizadores de integração para a frequência, grandezas de tensão, flicker, THD, conteúdo harmónico, desequilíbrio de tensão.

Em relação à oscilografia de tensão, o G Smart fornece dados estatísticos que incluem contadores e tempo total para cada tipo de oscilografia em cada fase.

Para além de medida e registo, o G Smart também detecta, armazena e reporta eventos de qualidade energética com precisão de um milissegundo, tais como oscilografias no valor de tensão medido, alarmes associados à monitorização e acções do utilizador.

Balanço Energético BT

Desequilíbrio de Carga BT

Interrupção de Fornecimento de Energia Eléctrica

Detecção de Defeitos BT

Monitorização da Qualidade de Energia

Análise de Perturbações da Tensão (Subidas, Descidas, Interrupções)

Medida da Harmónica de Tensão (até à 50ª ordem)

Distorção Total da Harmónica de Tensão

Desequilíbrio de Tensão com U1, u0 e u2 calculado

Flicker (Pst, Plt)

Frequência

Alarmes de Qualidade de Energia

Registo de Medidas Agregadas

Exportação de Dados de Qualidade de Energia (PQDIF, CSV)

Monitorização da Qualidade de Energia*

- Característica opcional

Aplicações Avançadas

O G Smart pode monitorizar os postos de carregamento de VE, sendo responsável pela sua integração na rede eléctrica. Para além de gerir os dados operacionais, o G Smart desempenha funções inteligentes de acordo com a condição do sistema em tempo-real. As suas capacidades de processamento permitem que sejam definidas estratégias de carregamento inteligente, coordenadas com os ciclos de carregamento dos VE de modo a minimizar o impacto na operação da rede de distribuição. Quando autorizado pelo fabricante de VE, a ligação do veículo à rede dispõe de serviços auxiliares e disponibilidade de optimização da rede através da integração de energia proveniente de fontes renováveis.

Ainda noutro cenário da Smart Grid avançada, a central eléctrica virtual inclui a agregação de vários recursos distribuídos que podem ser utilizados da mesma forma que a geração tradicional. Dada a sua capacidade de processamento, estratégias de controlo e concentração de dados recolhidos de níveis de tensão inferiores, o G Smart é idealmente adequado para coordenar os clusters de unidades de microgeração.

As unidades de G Smart podem ser aplicadas como computadores de gestão de centrais eléctricas virtuais em aplicações avançadas da rede, através da gestão de opções DER de acordo com estratégias técnicas e comerciais. Os algoritmos de controlo inteligente combinam os dados provenientes de dispositivos inteligentes da BT e soluções de despacho em tempo-real até unidades de microgeração e dispositivos de armazenamento de acordo com as condições técnicas de mercado.

O G Smart disponibiliza um algoritmo capaz de realizar deslastre de cargas selectivo e iterativo na rede BT agregada, de acordo com o estado actual da carga, set-points de deslastre e criticidade das cargas. Suporta igualmente a consequente reposição de carga. Através da aplicação de deslastre de cargas e recuperação inteligente como função preventiva, a QoS da rede de distribuição é melhorada e passa a existir um controlo mais rigoroso sobre a carga e o balanceamento de cargas é atingido.

O G Smart pode ser equipado com um algoritmo que gere o consumo energético a jusante na rede, enviando set-points DSM para os contadores inteligentes agregados para reduzir ou restaurar a procura individual dos aparelhos/ circuitos seleccionados de cada cliente dependendo do enquadramento comercial anterior. A operação da rede pode ser optimizada autonomamente através da combinação de controlo local com set-points da rede, da redução de perdas técnicas e controlo de perfis de tensão dentro dos limites regulatórios, resultando assim na melhoria da QoS e aperfeiçoamento do desempenho do sistema com investimentos limitados.

Gestão de Veículos Eléctricos

Central Eléctrica Virtual

Deslastre e Reposição de Carga Inteligente

Controlador Autónomo de DSM

O G Smart ocupa uma posição singular quanto ao número de aplicações avançadas, tais como deslastre e reposição de carga, gestão da procura (DSM), microgeração combinada e controlo de armazenamento, carregamento inteligente de veículos eléctricos e ainda mais aplicações avançadas como gestão de centrais eléctricas virtuais (VPP).

Arquitectura

G Smart

Interfaces de Comunicação

RS485

Tensão

MT

BT

Iluminação Pública

Lengenda:

Módulos de Comunicação

Módulos de Sistema

Módulos de Hardware

Módulos de Software

Interfaces do ProdutoSensores Micro-produtor Consumidores HMI

LAN

HMI

IEC 60870-5-104 Servidor DLMS/COSEM

Servidor web

Algoritmos InteligentesDesequilíbrio de Carga

Balanço EnergéticoIluminação PúblicaFalhas de Energia

Gestão da Contagem

Registo de Alarmes/ Eventos

Hardware

Base de Dados de configuração

Base de Dados em Tempo-real

E/S Analógicas

E/S Digitais

Contagem

Interface Ethernet

Qualidade da Energia

Diagnóstico Sistema de Informação

Portas série

Modems PCL

GPRS/UMTS Portas USB

HTR

SD Card

Alimentação

Bateria CPU

Watchdog de Hardware

E/S de Controlo

Corrente

Watchdog e Auto-monitorização

Barramento de Dados/ Eventos

Gestão de Configuração

FTP SNTP ModBus

Subsistema OS/Driver

G Fault

Gestão da LAN

RTOS

Arquitectura do Produto G Smart

Descrição da Aplicação

O G Smart é um controlador inteligente direccionado para instalações de Smart Grids. A agregação de capacidades e funções inteligentes, é um ponto fulcral para monitorização, contagem, gestão e controlo inteligente de redes de distribuição avançada de um modo económico, seguro em ambiente intuitivo e fácil de utilizar.

Aplicações

Descrição da Aplicação

Automação Avançada do Posto de Transformação

• Monitorização e controlo da cela MT e RTU

• Detecção de defeitos MT

• Contagem de energia local e análise de qualidade de energia

• Monitorização do posto de transformação e do transformador

• Várias disposições do transformador

Gateway de Contagem Inteligente

• Leitura/ recolha de contagens

- Armazenamento local

• Gestão de Contadores

- Contador plug-and-play

- Eventos do contador

- Tarifas

- Mensagens

Aplicações Integradas Smart Grid

• Gateway de contagem

• Contagem local da energia e análise da qualidade da energia

• RTU e automação MT

• Gestão da iluminação pública

• Controlo da microgeração

• Integração de veículos eléctricos e carregamento inteligente

• Gestão de infra-estrutura técnica (MT e BT)

Aplicações Avançadas Smart Grid

• Gestão da procura

• Controlo combinado de consumo, armazenamento, carregamento de VE e microgeração

• Operação isolada e ligada em rede

• Gestão da energia técnica e económica

IED deTerceiros

Posto de Transformação

Sistemas deTerceiros

Posto de Transformação MT/BT

Casa Inteligente

Armazenamento

Carregamento de VE

Consumidor

Microgeração

Unidade de Negócios AutomaçãoRua Eng. Frederico Ulrich - Ap. 3078 | 4471-907 Moreira Maia | Portugal | Tel: +351 229 402 000 | Fax: +351 229 485 428 | e-mail: ase.eng@efacec.com | web: www.efacec.com mod. CS24P1211B1

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