trabalho pea integracaocomunicacao

7/24/2019 Trabalho PEA IntegracaoComunicacao

http://slidepdf.com/reader/full/trabalho-pea-integracaocomunicacao 1/32

Escola Politécnica da Universidade de São PauloPEA2450 – Engenharia de Sistemas de Energia

Integração de Comunicações

Grupo Aline de atima eola – !"4#$"0

%runo &ulio 'aia (uarte – 5!)*"02'aria Eduarda de Arruda +eme – $2"222$

,ictor -ugo de Alencar .ossi – $!!$)$)

Pro/essor Alerto %ianchi

São Paulo)$ de novemro de 20)5

Sum1rio&aela de /iguras...........................................................................................................................3

ntrodu3ão......................................................................................................................................4

) Smart Grid .ede energética inteligente............................................................................6

)) nvestimento na Smart Grid..........................................................................................72 Estado atual das redes de comunica3ão...........................................................................9

2) Standard do padrão de comunica36es.......................................................................9

22 &ecnologias de comunica36es...................................................................................10

* uturo das redes de comunica3ão....................................................................................11

*) &ecnologia P+7.................................................................................................................13

*2 E8uipamentos P+7...........................................................................................................15

'odem P+7 97PE:..............................................................................................................16



.epetidor ...............................................................................................................................17

E8uipamento de 7oncentra3ão.........................................................................................17

E8uipamento de &rans/ormador 9'aster;Gate<a=:.......................................................17

E8uipamento de Suesta3ão 9-igh End:........................................................................18

E8uipamentos Acess>rios 9Unidades de Acoplamento:...............................................18

As implanta36es...................................................................................................................21

*2 %rasil...................................................................................................................................23

** Avalia3ão das implementa36es P+7.............................................................................23

4 %ene/?cios da implementa3ão das comunica36es integradas.....................................25

5 %arreiras ao desenvolvimento...........................................................................................27

5) P+7 .egulamenta3ão e necessidades a resolver ......................................................28

! Poss?veis Solu36es.............................................................................................................30

$ 7onclusão.............................................................................................................................31

%iliogra/ia....................................................................................................................................32

&aela de /igura

2



Figura 1 SMART Grid – 3M............................................................................................................7

Figure 2 – ROI Smart Grid..............................................................................................................8

Figura 3 Amie!te" de #$mu!i#a%&$.............................................................................................12Figura 4 '(ui)ame!t$" *+,..........................................................................................................15

Figura 5 A#e""$ d$ *+, e di"triui%&$ !a rede.............................................................................19

Figura 6 '-)erime!t$" e #$mer#iai/a%&$ de rede" *+, !$ mu!d$.............................................22Figura 7 A I!i#iatia da rede m$der!a...........................................................................................31

3



ntrodu3ão

@ aumento da demanda e a necessidade de integrar /ontes renov1veis cuBa

produ3ão é usualmente distriu?da aumentaram os desa/ios de suprir energia elétrica

de maneira e/iciente e sustent1vel com isso /oi criado o conceito de smart grid em

2005 em um artigo escrito por S 'assoud Amin e %ruce Collenerg pulicado na

revista EEE PDE

Esse 8ue ao ser aplicado a rede elétrica prover1 um amiente 8ue /acilitara o uso e

o controle da rede elétrica ao integrar todos os elementos /undamentais e permitir a

a3ão em tempo real sore eles Para atingir essa moderna rede diversos tipos de

tecnologias devem ser postos em opera3ão

• ntegra3ão de comunica36es

• Sensoriamento e medi36es

• 7omponentes digitais modernos

• Elementos de controle de tempo real modernos

• 'elhorias de inter/ace e suporte a decis6es

Ap>s satis/eitas essas 5 condi36es tecnol>gicas as redes de transmissão de

energia poderão ser consideradas smart grids e ser1 poss?vel s concession1rias de

energia e aos consumidores /ornecerem e consumirem de /orma di/erenciada com

muito mais in/orma3ão e controle

A implementa3ão de um sistema integrado de comunica36es é uma necessidade

/undamental para o /uncionamento ade8uado das outras 4 condi36es tecnol>gicas e

portanto essencial para o /uncionamento da rede elétrica moderna @ sistema de

integra3ão de comunica36es provera uma in/raestrutura dinFmica e iterativa com

centros de controle com capacidade su/iciente para processar e analisar a in/orma3ão

em tempo real permitindo a itera3ão entre os usu1rios com uma variedade dee8uipamentos de medi3ão e controle inteligentes

@s centros de controle modernos serão essenciais para tratar in/orma36es e

auiliar na opera3ão e no controle dos sistemas As tecnologias envolvidas em

integra3ão de comunica36es para smart grids envolvem medi3ão eletrHnica 9da

gera3ão distriui3ão: comunica3ão 9como power line communication - P+7 Ii%ee

4



redes 'esh radio/re8uJncia e redes celulares: sensoriamento 9sensores ao longo de

todo sistema de distriui3ão: e computa3ão 9processamento de dados para controle e

/iltragem de dados relevantes: (entre as tecnologias mencionadas pes8uisamos

principalmente P+7 dado a sua capacidade de trans/ormar a grade de potJncia em

uma rede de comunica3ão a partir da superposi3ão de um sinal de in/orma3ão de aia

energia ao sinal de corrente alternada de alta potJncia

Este traalho portanto tem seu /oco na integra3ão de comunica36es de redes

inteligentes e destaca os seguintes temas as tecnologias de comunica36es atuaisK as

caracter?sticas das /uturas redes inteligentesK e os motivos 8ue di/icultam a

implementa3ão de solu36es de comunica36es integradas são elencados (o ponto de

vista tecnol>gico temos uma se3ão destinada ao estado atual do P+7

5



) Smart Grid .ede energética inteligente

A rede atual possui in/raestrutura envelhecida e en/renta muitos desa/ios 8ue

incluem apag6es em escala nacional Além disso mais de *0L da produ3ão elétrica é

perdida entre a produ3ão e o consumidor A moderniMa3ão da rede atual necessita de

uma reestrutura3ão completa da topologia 8ue hoBe é centraliMada e precisa ser

convertida em um modelo distriu?do com capacidade de asorver di/erentes /ontes

energéticas de maneira dinFmica Para melhor proBetar a demanda é necess1rio

acompanhar em tempo real o consumo energético com o desenvolvimento de uma

rede de sensores capaMes de medir monitorar e transmitir dados

Em termos gerais de/inir uma Smart Grid signi/ica garantir o /uturo do

suprimento energético necess1rio para uma sociedade cuBa popula3ão est1 em r1pidocrescimento e com uma capacidade de produ3ão energética limitada Segundo a

empresa Siemens Smart Grid se trata de uma /orma de melhorar a entrega de energia

in/ormar o consumo e reduMir o impacto amiental visto 8ue uma rede inteligente tem

capacidade de reduMir perdas aumentar a e/iciJncia e otimiMar a distriui3ão da

demanda energética e tamém escalar a produ3ão de /ontes renov1veis como solar e

e>lica

(entre os /ornecedores de e8uipamentos para o Smart Grid podemos destacar a

&eas nstruments e a Siemens por suas solu36es e servi3os para prote3ão

automa3ão monitoramento e diagn>sticos da in/raestrutura da rede como por eemplo

captadores de dados capaMes de analisar a rede aumentando a e/iciJncia e o n?vel de

monitoramento e a capacidade de tomada de decisão

A Smart Grid /unciona como uma rede de comunica3ão 8ue conecta os

di/erentes e8uipamentos relacionados energia A igura ) apresenta a visão da *'

para o Smart Grid em uma cidade com mNltiplas /ontes de energia renov1vel

distriu?das e interligadas aos consumidores

6



Figura 1 SMART Grid – 3M

Oesse cen1rio os moradores cuBas casas são providas de placas /otovoltaicas

poderiam depositar na rede a parte não consumida da energia elétrica e assim se

tornariam provedores de energia ao invés de serem apenas consumidores @ principal

ene/?cio da rede interligada é aproveitar a m1ima capacidade de produ3ão das /ontes

renov1veis

Além disso Smart Grid é uma das poss?veis solu36es para as aplica36es da

nternet das 7oisas 9Internet of Things - IoT) A nternet das 7oisas prop6e a cria3ão

de uma rede inteligente permitindo mais in/orma3ão e conectividade entre a

in/raestrutura elétrica e componentes eletrHnicos so/t<are e sensores 7om o

casamento entre Smart Grid e a nternet das 7oisas consumidores e empres1rios

poderiam encontrar novas /ormas de gerenciar e8uipamentos e poupar recursos

gra3as ao uso de medidores e tomadas inteligentes e aplica36es conectadas

)) nvestimento na Smart Grid

A rede de energia atual precisa ser moderniMada com componentes tecnol>gicos

modernos com alta capacidade de processamento e alta velocidade de resposta

permitindo a tomada de decis6es em tempo real especialmente os medidores deconsumo 7ontudo um estudo de caso realiMado sore os custos e os ene/?cios de

investir em Smart Grid no Estados Unidos apresentou resultou em um OP, positivo

com um .@ satis/at>rio em uma an1lise de 20 anos

7



Figure 2 Relação custo ene!icio da rede moderna

(entre os principais ene/?cios podese elencar o aumento da con/ian3a e da

e/iciJncia operacional da redeK a redu3ão do consumo energético e do custo

aumentando a satis/a3ão do consumidor

8



2 Estado atual das redes de comunica3ão

Atualmente os sistemas de comunica3ão utiliMados na indNstria de energia são

lentos e centraliMados duas caracter?sticas 8ue impossiilitam a moderniMa3ão da rede

e a atualiMa3ão para uma smart grid 7omo alternativa uma ar8uitetura de

comunica36es aerta 8ue suporte uma interoperailidade “plug and play” é necess1ria

Acima de tudo padr6es universalmente aceitos para estas comunica36es precisam ser

de/inidos pela indNstria de energia

2) Standard do padrão de comunica36es

Para 8ue as comunica36es no Smart Grid /uncionem de /orma e/etiva elas

precisam eistir em um sistema completamente integrado Para esse prop>sito

padr6es universais para sistemas de comunica36es precisam ser criados e até 8ue

esses padr6es esteBam consolidados para as diversas /uncionalidades do Smart Grid

os investidores serão relutantes e di/icultando a moderniMa3ão da rede

@ desenvolvimento desse padrão universal de comunica36es para Smart Grid

deve ser criado em parceria entre as diversas concession1rias e os /ornecedores dos

e8uipamentos de tecnologia dessa /orma serão poss?veis a ado3ão e o uso do padrão

e uma completa integra3ão

Esperase 8ue /uturamente padr6es universais voltados a usu1rios como paramedi3ão de consumo de energia 9A'.: e resposta de demanda 9(.: seBam criados e

adotados Especialistas a/irmam 8ue é preciso um grupo de traalho liderado pela

indNstria para elaorar novos padr6es ProBetase um ganho consider1vel a longo

praMo da implementa3ão de sistemas de A'.

Um eemplo da importFncia da usca por padr6es comuns e universais é o

traalho recente do Institute of Electrical and Electronics Engineers 9EEE: no

desenvolvimento de padr6es para tecnologias de anda larga sore linha de

transmissão 9%P+: Por outro lado padr6es para usu1rios 9como de A'. e (.: ainda

não /oram desenvolvidos A tecnologia de %P+ originalmente /ocada no acesso

nternet e em ,oP tem sido cada veM mais utiliMada para satis/aMer necessidades de

comunica3ão de recursos distriu?dos de energia de A'. (. além de automa3ão de

distriui3ão e monitoramento de v?deo para seguran3a do sistema elétrico

9



22 &ecnologias de comunica36es

@s novos padr6es deverão ser aseados em tecnologias B1 eistentes de

comunica36es Atualmente temos diversos padr6es B1 testados e utiliMados na redeelétrica atual incluindo /ios de core /ira >tica (fiber to the home 9&&-: e hybrid fiber

coa 9-7:: tecnologia de portadoras em linha de transmissão de alta tensão e

tecnologias sem /io 9<ireless Cii *G Ci'a e +&E 94G: &('A 7('A e !" #esh

ou malha de .:

@ novo padrão dever1 apresentar caracter?sticas su/iciente para garantir

con/iailidade seguran3a e disponiilidade de cada servi3o o/erecido para de/inir a

in/raestrutura para cada servi3o o/erecido @ tipo de opera3ão a ser eecutada tamém

é outro 8uesito importante na escolha da tecnologia &are/as consideradas cr?ticas

como de controle e opera3ão de chaves deverão eigir uma in/raestrutura mais

rousta e acess?vel com resposta e/iciente e r1pida e sem apresentar gargalos de

transmissão Q1 sistemas de opera36es menos cr?ticas como leituras de medidas

poderão utiliMar sistemas pNlicos de comunica3ão pois não h1 urgJncia de oten3ão

dos dados

Usando essas tecnologias citadas /oi desenvolvido um sistema de automa3ão de

suesta36es 9SA: um ecelente primeiro passo para integrar as comunica36es dasredes elétricas 7ontudo esse modelo americano ainda não integra completamente a

rede elétrica e ainda h1 muito melhorias necess1rias para moderniMar a rede elétrica

americana e rasileira Podese destacar outras 1reas de pes8uisa e desenvolvimento

em e8uipamentos de Smart Grid como por eemplo

• AutomatiMa3ão da distriui3ão 9(A:• 'ecanismos dedicados a supervisão e controle de transmissores de aia

velocidade e recupera3ão de dados 9S7A(A:• Sistemas de gerenciamento de energia 9E'S:

Oos Estados Unidos essas aplica36es tJm sido integradas com sucesso entre

transmissores regionais geradores e provedores 7ontudo ainda /altam a essas

aplica36es integra3ão com os sistemas de comunica36es de alta velocidade

necess1rios a uma rede moderna A tecnologia de portadoras de linha de transmissão

10



de alta tensão tem sido usada h1 anos pela indNstria de utilidade .ecentemente

portadoras P+7 /oram desenvolvidas e demonstradas com sucesso em modelos piloto

Q1 as tecnologias sem /io estão em /ase de desenvolvimento e teste contudo ainda

não /oram usadas em in/raestrutura da rede de comunica36es

* uturo das redes de comunica3ão

Uma in/raestrutura de comunica36es totalmente integrada e e/iciente é de essencial

importFncia ao /uncionamento da rede moderna A integra3ão completa garantir1 um

meio de propaga3ão dinFmico e interativo de in/orma3ão de tempo real e energia

elétrica A in/raestrutura de rede 8uando posta em pr1tica o/erecer1 uma otimiMa3ão

da con/iailidade do sistema em como da utiliMa3ão de recursos Além disso permitir1a aertura de mercados de energia aumentar1 a resistJncia a ata8ues maliciosos e de

uma /orma geral aumentar1 a o/erta de valor da energia elétrica

7om os avan3os em tecnologias de in/orma3ão a rede ter1 a capacidade de se

auto avaliar e de se auto reti/icar no sendo capaM de se auto monitorar e manter os

mais altos padr6es de /ornecimento de energia elétrica em como a continuidade do

seu /ornecimento A rede tamém ser1 capaM de perceer distNrios e de evitar 8ue

estes se propaguem ao adotar medidas 8ue os evitem

11



Figura 3 Amientes de comunicação

A smart grid ser1 tamém necess1ria integra3ão de v1rios susistemas

propostos tais como sistemas eletrHnicos inteligentes sensores inteligentes centros de

controle controles eletrHnicos de potJncia sistemas de prote3ão e a integra3ão ampla

de usu1rios como utiliMadores da rede A rede inteligente o/erecer1 então suporte a duas /un36es /undamentais 8ue

permitirão a opera3ão da rede moderna A primeira diM respeito a padr6es de

comunica3ão aertos 8ue /ornecerão a inteligJncia necess1ria para 8ue a in/orma3ão

possa ser reconhecida e entendida por uma ampla variedade de emissores e

receptores A segunda diM respeito a 8ue a rede inteligente /ornecer1 a in/raestrutura

apropriada para a transmissão e/icaM segura /i1vel e velocidade necess1ria com a

taa de transmissão necess1ria

A rede moderna ter1 portanto as seguintes caracter?sticas

• Universalidade todos os usu1rios da rede poderão ser potenciais utiliMadores

ativosK

• Ui8uidade a rede /uncionar1 de uma /orma de tal /orma integrada 8ue ser1

perceida apenas 8uando não estiver a /uncionarK

12



• acilidade de utiliMa3ãoK regras e procedimentos de uso l>gicos consistentes e

intuitivos estarão disposi3ão dos utiliMadoresK

• E/iciJncia de custo a o/erta de valor ultrapassar1 o custo de implementa3ãoK

•

Padr6es as unidades ase da rede e as /ormas através das 8uais elas secomunicam e relacionam estarão em de/inidas e permanecerão constantes ao

longo do tempoK

• Aertura a parte pNlica da rede estar1 aerta comunidade e estar1 isenta de

8uais8uer discrimina36esK

• Seguran3a a rede ser1 capaM de resistir a ata8ues e usu1rios não precisarão

recear inter/erJncia advinda de outros utiliMadoresK

• Aplicailidade a rede ter1 largura de anda su/iciente para acomodar não

apenas as /uncionalidades presentemente desenvolvidas mas tamém as 8ue

virão a ser desenvolvidas no /uturoK

Por conseguinte estas caracter?sticas criarão con/ian3a em investidores e os

motivarão a apoiar outras 1reas necess1rias ao om /uncionamento da rede moderna

*) &ecnologia P+7

7on/orme B1 estaelecido a tecnologia P+7 trans/orma a grade de potJncia em

uma rede de comunica3ão pela superposi3ão de um sinal de in/orma3ão de aiaenergia ao sinal de corrente alternada de alta potJncia

7om o prop>sito de assegurar a coeistJncia correta e a separa3ão entre os 2

sistemas a /aia de /re8uJncia utiliMada para comunica3ão é astante distante da8uela

utiliMada para a corrente alternada 950 ou !0 -M: sendo )! a *0 '-M para aplica36es

anda larga

Oos Nltimos anos centros de pes8uisa e /ornecedores tJm desenvolvido em

conBunto com as prestadoras de servi3os de gera3ão transmissão e distriui3ão de

eletricidade sistemas de comunica3ão de %anda +arga sore a rede de distriui3ão

elétrica incrementando o valor de servi3os 8ue a rede e a in/raestrutura instalada

podem prestar

13



Estes desenvolvimentos incluem tecnologias de acesso e a rede de distriui3ão interna

das residJncias e escrit>rios de usu1rios @s /ornecedores da tecnologia P+7 estão

atingindo capacidades de largura de anda de 200 'ps 9capacidade partilhada nos

/luos de dados rutos do<nstream e upstream: velocidade 8ue compete com outras

tecnologias de acesso

A partir deste /ato a escolha da melhor tecnologia para /ornecer acesso ou atingir uma

determinada popula3ão deve considerar P+7 como mais uma alternativa tecnol>gica

ao lado ou em comina3ão com outras tecnologias e passa a ser uma 8uestão de

an1lise de custos e de servi3os a serem o/ertados

A tecnologia P+7 pode utiliMar a rede de %aia &ensão 9%&: e;ou a rede de 'édia

&ensão 9'&: como suporte A utiliMa3ão da alta tensão 9A&: é oBeto de estudos

adicionais com poss?veis resultados /uturos em escala comercial A tecnologia P+7 é

ade8uada tanto s redes de aia tensão aérea 8uanto s redes de distriui3ão

suterrFnea

Entre os principais pontos /ortes da tecnologia P+7 os seguintes merecem desta8ue

• UtiliMase da in/raestrutura eistente com um potencial de coertura superior ao

das tecnologias competidoras permitindo uma ui8uidade sem precedentes

9indoor e outdoor:K

• Permite uma implanta3ão r1pida modular e seletivaK

• A instala3ão interna 9em residJncias e escrit>rios: é r1pida e simplesK

• nvestimentos e custos operacionais na rede P+7 estão /icando a cada ano mais

competitivos com rela3ão a (S+ e menores do 8ue o servi3o de distriui3ão viacaoK

• @ desenvolvimento da tecnologia tira proveito se apoia e é convergente com os

desenvolvimentos mais recentes do 8uadro de servi3os OGO e protocolos P por

eemplo parFmetros de RoS Pv! etc

A tecnologia P+7 o/erece um largo espectro de aplica36es desde acesso nternet em

14



%anda +arga tele/onia servi3os de controle de eletrodomésticos servi3os

audiovisuais seguran3a predial (evido as capacidade da tecnologia no transporte e

capilaridade B1 instalada de rede tamém estão surgindo propostas de evolu3ão de

servi3os atuais utiliMando eatamente estes di/erenciais

*2 E8uipamentos P+7

-1 diversos tipos de e8uipamentos P+7 8ue podem ser utiliMados na o/erta de

servi3os de telecomunica36es sore a rede de distriui3ão de energia elétrica

• 'odems utiliMados nas instala36es dos usu1rios 97ustomer Premises

E8uipments – 7PE:K

• E8uipamentos de concentra3ãoK

•

.epetidores ou e8uipamentos intermedi1rios 9de aia ou alta tensão:K• E8uipamentos de &rans/ormador %&;'&K

• E8uipamento de Suesta3ão

A igura 4 ilustra o posicionamento destes tipos de e8uipamentos em uma rede

15



Figura " #$ui%amentos &'C

'odem P+7 97PE:

@ 'odem P+7 é um e8uipamento 8ue realiMa a inter/ace entre os e8uipamentos dos

usu1rios e a rede elétrica de distriui3ão trans/ormando o sinal do e8uipamento

terminal de telecomunica36es em sinal modulado e transportado sore a rede elétrica

@ 'odem recee alimenta3ão e os sinais de telecomunica36es pela rede elétrica de

distriui3ão doméstica 9inhouse: @ 'odem permite tamém separar as aplica36es de

voM e dados para os respectivos tele/ones ou computadores pessoais

-1 diversos tipos de modems como modems para acesso nternet 9Ethernet e;ou

US%: modem para nternet e &ele/onia 9Ethernet e;ou US% .Q)): e modems s> para

voM 9.Q)):

16



uncionalidades adicionais tais como 'odems Cii B1 estão tamém dispon?veis e

permitindo a coertura em 1reas aertas

.epetidor

@ .epetidor recupera e reinBeta o sinal P+7 proveniente dos E8uipamentos de

&rans/ormador para a rede elétrica de distriui3ão doméstica T instalado normalmente

Bunto a sala de medidores de cada prédio ou em algum local intermedi1rio 9por

eemplo postes sem trans/ormador: na rede de distriui3ão de aia tensão

Algumas veMes pode ser utiliMado como um n> intermedi1rio para epandir a

coertura ou aumentar a largura de anda em segmentos cr?ticos da rede 9por

eemplo devido a uma elevada atenua3ão entre o e8uipamento P+7 do &rans/ormador

e o 'odem P+7: -1 tamém .epetidores em 'édia &ensão com prop>sitos

semelhantes

Em alguns casos dependendo da topologia da rede elétrica o repetidor pode

não ser necess1rio caso em 8ue o e8uipamento P+7 do &rans/ormador consegue uma

coneão de elevada 8ualidade com o 'odem P+7

E8uipamento de 7oncentra3ão

(eterminados condom?nios ou prédios podem eigir um e8uipamento de

concentra3ão 8ue otimiMe a largura de anda para um conBunto de usu1rios pr>imos

Em prédios este e8uipamento é geralmente instalado Bunto a sala de medidores

Algumas veMes pode ser utiliMado como um n> intermedi1rio para epandir a coertura

ou aumentar a largura de anda em segmentos cr?ticos da rede

E8uipamento de &rans/ormador 9'aster;Gate<a=:

@ E8uipamento de &rans/ormador é o dispositivo P+7 instalado Bunto aos

17



trans/ormadores '&;%& Sua /un3ão é etrair o sinal proveniente da rede de

distriui3ão P+7 9média tensão /ira >ptica rede a cao etc: e inBet1lo sore a rede

de acesso 9aia tensão:

Possiilita o /luo de dados downstream do E8uipamento &rans/ormador até o

'odem P+7 ou para os .epetidores numa con/igura3ão ponto multiponto /ullduple

@s E8uipamentos de &rans/ormador são dotados de uma con/igura3ão modular /le?vel

com

• Placas %& as 8uais inBetam o sinal P+7 proveniente da rede de distriui3ão P+7

sore os caos de aia tensãoK

• Placas '& 8ue permitem a interconeão destes e8uipamentos sore a rede de

distriui3ão de média tensão

@pcionalmente os E8uipamentos de &rans/ormador podem incluir

• Placas Cii 8ue permitem o acesso <ireless a clientes dentro da 1rea de

coertura do &rans/ormador sem utiliMar a rede de aia tensão mas utiliMando

a rede de média tensão para entrega do sinalK

• Placas de ast Ethernet 9E: ou Gigait Ethernet 9GE: para interconeão

destes e8uipamentos através de inter/aces .Q45 ou GE o 8ue permite o uso

de /ira >ptica ou outras tecnologias para a rede de distriui3ão 9(S+ +'(Setc:

E8uipamento de Suesta3ão 9-igh End:

@ E8uipamento de Suesta3ão é o dispositivo P+7 instalado Bunto a

Suesta3ão Sua /un3ão é por um lado permitir a interconeão com os provedores de

servi3os 9nternet ou PS&O por eemplo: e por outro lado inBetar o sinal na rede de

média tensão As /un36es do e8uipamento de Suesta3ão podem ser desempenhadas

dependendo da con/igura3ão pelo mesmo E8uipamento de &rans/ormador

18



E8uipamentos Acess>rios 9Unidades de Acoplamento:

As unidades de acoplamento são os e8uipamentos acess>rios necess1rios para

inBetar e adaptar o sinal de telecomunica36es do e8uipamento P+7 para a grade de

distriui3ão 9'& e %&: -1 2 tipos de unidades de acoplamento

• Acoplamento capacitivo 8ue inBeta o sinal por contato direto com a rede de

distriui3ão 9por eemplo /eito por piercingV:K

• Acoplamento indutivo 8ue inBeta o sinal por indu3ão 9por eemplo /eito por

/erriteV:

A solu3ão de acoplamento a ser implementada é escolhida com ase na 8ualidade

do sinal e /acilidade de instala3ão nas condi36es espec?/icas da rede de distriui3ão

utiliMada As solu36es de acoplamento tJm evolu?do astante otimiMando temposprocedimentos desempenho e seguran3a de instala3ão A topologia geral de uma rede

de telecomunica36es onde se utiliMa a tecnologia P+7 é ilustrada na igura 5 aaio

Figura ( Acesso do &'C e distriuição na rede

19

"onte$ %rthur &' ittle'



(istinguemse os seguintes segmentos de rede

• A rede de Acesso P+7

• A rede de distriui3ão P+7

•

nterconeão s redes de provedores de servi3os 9nternet PS&O:

A Rede de Acesso &'C

A grade de aia tensão realiMa a /un3ão do segmento de acesso 9Nltima milha:

da rede de telecomunica36es A rede de acesso interconecta 'odems P+7 com o

E8uipamento P+7 de &rans/ormador 9ver descri3ão dos E8uipamentos P+7:

@ socet elétrico convencional tornase um ponto de coneão a servi3os de

telecomunica36es

@s E8uipamentos P+7 de &rans/ormador localiMamse Bunto aos

&rans/ormadores de '&;%& 9média tensão;aia tensão – ver Ruadro : A rede de

acesso P+7 pode ainda envolver repetidores em /un3ão da distFncia entre

os e8uipamentos P+7

@ 'odem P+7 pode ser conectado a uma rede local 9+AO: eistente na

residJncia do usu1rio possiilitando diversos usu1rios se conectar e dividir uma

coneão em alta velocidade op3ão 8ue é especialmente Ntil para S@-@s 9Small@//ices -ome @//ices: &amém se pode utiliMar a rede elétrica inhouse pra

estaelecer uma rede local levando o sinal P+7 a todos os cHmodos da casa ou

escrit>rio

A Rede de )istriuição &'C

T a parte da rede de acesso 8ue pode ter uma arangJncia inclusivemetropolitana 8ue interliga a rede de acesso de Nltima milha aos provedores ou ao

acWone @servese 8ue devido a sua capilaridade potencial recee uma

denomina3ão especial rede de distriui3ão

A rede de distriui3ão interconecta os E8uipamentos P+7 instalados nas

20



suesta36es '&;%& Esta interconeão admite uma variedade de solu36es 8ue podem

ser cominadas (esta /orma a rede de distriui3ão pode se asear

• no sistema de distriui3ão de média tensão conectando di/erentes suesta36es

'&;%& por meio de e8uipamentos P+7 de média tensão 9pode se utiliMar tanto a

rede aérea 8uanto a rede suterrFnea:K

• em um sistema de transmissão por /iras >pticas conectando di/erentes

suesta36es '&;%&K

• em 8ual8uer tecnologia como (S+ ou +'(S

Oormalmente as suesta36es são conectadas por uma con/igura3ão de re/erJncia

em anel com rotas de prote3ão em caso de /alha

@ desenvolvimento de P+7 de média tensão é de elevada importFncia na medida

8ue impacta positivamente a economicidade e a rapideM de implanta3ão permitindo as

prestadoras e concession1rias de servi3os servirse de suas redes de distriui3ão para

conectar di/erentes suesta36es de aia tensão

Intercone*ão +s redes de %ro,edores de ser,iços -Internet. &ST/0

Em algum ponto da rede de distriui3ão é necess1rio interconectar aosprovedores de servi3o de nternet ou tele/Hnicos @utros servi3os de valor adicionado

como *ideo streaming e servi3os multim?dia podem eigir uma interconeão ou serem

providos diretamente pelo operador de P+7

(evese oservar 8ue emora a interconeão com a PS&O possa re8uerer

e8uipamentos de comuta3ão adicionais normalmente de custos elevados o servi3o de

voM pode tecnicamente ser provido internamente a mesma rede de distriui3ão sem

custos etras para o provedor de P+7

As implanta36es

Oos Nltimos anos tem havido um interesse gloal crescente na tecnologia P+7 Até o

21



in?cio do segundo semestre de 2004 detectouse um total de mais de )00 iniciativas em

P+7 corindo mais de 40 pa?ses e !00 empresas

A igura ! aaio ilustra este 8uadro

Figura #*%erimentos e comercialiação de redes &'C no mundo

"onte$ %rthur &' ittle'

Entre 200) e 200* muitas eperiJncias de opera3ão /oram realiMadas de /orma

em sucedida con/irmando a viailidade das redes P+7 e criando amiente para

iniciativas comerciais

A situa3ão de hoBe evoluiu trans/ormando eperiJncias P+7 piloto em

implanta36es comerciais 'ais de )0 pa?ses B1 estão comercialiMando e muitos outros

B1 anunciaram esta inten3ão de /ornecer servi3os de %anda +arga P+7

22



*2 %rasil

Oo %rasil a iniciativa da tecnologia P+7 /oi introduMida pelo ProBeto lha (igital de

%arreirinhas em deMemro de 2004 com o oBetivo de levar a nternet popula3ão do

munic?pio de %arreirinha no 'aranhão como demonstra3ão e opera3ão pr1tica do uso

da tecnologia P+7

Este proBeto permitiu o acesso nternet em escolas pre/eitura postos de saNde e

centro de artesanato contando com a parceria de diversas empresas 8ue contriu?ram

com seus conhecimentos produtos e solu36es

(entre as empresas envolvidas neste teste podese citar as concession1rias

E+E&.@PAU+@ 7E+G 7E'A. e a /aricante de e8uipamentos E%A Uma das

vantagens de implanta3ão da tecnologia P+7 no proBeto %arreirinha via rede elétrica

/oi o curto per?odo de eecu3ão do proBeto comprovando a /acilidade de instala3ão

desta tecnologia

(evido a esta iniciativa de implanta3ão o %rasil é o Nnico pa?s convidado e B1

participante do proBeto europeu @PE.A através da Associa3ão de Empresas

Propriet1rias de n/raestrutura e Sistemas Privados de &elecomunica36es AP&E+ 8ue

congrega as concession1rias de Energia Elétrica

** Avalia3ão das implementa36es P+7

A situa3ão atual das implanta36es de P+7 em todo mundo permite chegar as

seguintes conclus6es

• As atividades de P+7 sore a in/raestrutura elétrica não a/etam o servi3o elétrico

e /oram eecutadas sem incidentesK

23



• A tecnologia se mostrou pronta para implanta36es comerciaisK

• oram implantados comercialmente servi3os P+7 como acesso nternet em

anda larga e voM sore P com grande aceita3ão dos usu1riosK

•

P+7 sore a média tensão est1 se tornando uma das principais op36es para arede de distriui3ãoK

• A cada ano 8ue passa P+7 mostra ser uma tecnologia competitiva 8uando

comparada com outras tecnologias de acessoK

• Prestadoras de servi3os de utilidades em todo mundo estão partindo para

iniciativas comerciais

24



4 %ene/?cios da implementa3ão das comunica36es integradas

Um dos principais ene/?cios a serem ad8uiridos com a implementa3ão das

comunica36es integradas ser1 a capacidade da rede de se auto consertar A a8uisi3ão

pr>ima ao tempo real e a trans/erJncia de dados suportarão a hailidade da rede de

detectar analisar e responder automaticamente a condi36es e caracter?sticas

adversas Além disso a integra3ão das comunica36es permitir1 o desenvolvimento de

uma nova /erramenta anal?tica de tempo real incluindo uma vasta 1rea de tecnologias

medi36es capaMes de auiliar operadores a prever e evitar eventos 8ue a/etam

negativamente a con/iailidade da rede e tamém auiliaram em analises postmortem

desses eventos

Um outro ene/?cio ser1 8ue a rede se tornar1 mais con/i1vel 8uando ascomunica36es integradas estiverem /uncionando pois ser1 poss?vel utiliMar uma maior

variedade de aplica36es de recursos alternativos incluindo /ontes renov1veis essas

8ue se tornarão parte e/etiva da rede Um controle mais e/iciente e con/i1vel entrara em

vigor pois valores como a corrente tensão e os recursos (E. e (. estarão

dispon?veis ao operador em tempo real

Amea3as eteriores serão possivelmente identi/icadas tornando a rede assim mais

segura &odos esses ene/?cios estão relacionados a possiilidade de receer e tratar

in/orma36es em tempo real utiliMando uma rede de comunica3ão segura e com isso

prover detec3ão e mitiga3ão de amea3as /?sicas ou digitais rede

7omo Hnus adicional os sistemas de comunica36es integradas /acilitaram o

monitoramento e a seguran3a de elementos 8ue estão /ora da rede devido ao /ato da

rede elétrica atingir virtualmente todos os outros sistemas sens?veis Além disso

comunica36es integradas tornarão a rede mais segura ao prover in/orma3ão vital para

8ue os >rgãos respons1veis seBam capaMes de responder a uma emergJncia no menor

tempo poss?vel isso reduMir1 os tempos necess1rio para restaurar a rede a partir de

eventos cr?ticos

Um outro ene/?cio é o impacto amiental da produ3ão energética esse 8ue ser1

signi/icantemente reduMido gra3as a uma rede moderna com comunica36es integradas

pois ser1 poss?vel utiliMar centrais de produ3ão renov1vel de maneira distriu?da como

25



por eemplo placas /otovoltaicas e>lica e geotérmica @ uso dessas /ontes de energia

em escala depende eclusivamente da capacidade do sistema em lidar com o /ator

intermitente de sua produ3ão e integralo a rede de opera3ão %ene/?cios econHmicos

signi/icativos serão atingidos como por eemplo

• A con/ian3a no sistema de transmissão e de distriui3ão aumentara

reduMindo custos e aumentando o lucroK• A rede ser1 operada com visiilidade /inanceira para todos as partes

interessadas ao garantir transparJncia na coleta e trans/erJncia de dados no

mercado de in/orma3ão pre3os e condi36es dos participantes• &oda a in/orma3ão necess1ria para corrigir prolemas de /alta de 8ualidade

da transmissão ser1 provida via uma coneão de dados de alta velocidade

(esse modo os operadores da rede poderão o/erecer um servi3o com uma

melhor percep3ão aos consumidores Ao mesmo tempo a in/orma3ão

necess1ria para analisar o estado de vida dos e8uipamentos ser1 provida

evitando assim /alhas e gastos com manuten3ão corretivaK• A in/raestrutura permitir1 aos consumidores tomarem escolhas

/inanceiramente inteligentes pois eles estarão providos de todos os dados

necess1rios para um melhor controle do seu consumo Além disso

consumidores /inais poderão avaliar a seguran3a de suas residJncias•

nvestimentos maiores para aumentar a capacidade do sistema poderão ser planeBados com antecedJncia e as necessidades de amplia3ão serão melhor

estimadas• A in/orma3ão coletada na rede e estar1 dispon?vel na rede moderna

utiliMando as tecnologias de comunica3ão integrada 8ue ene/iciarão as

empresas e industrias pois poderão gerir o consumo energético de /orma

/avor1vel ao seu modelo de neg>cio

26



praMos Por outro lado poder1 ocorrer 8ue estes padr6es se tomem o lugar dos

padr6es cuidadosamente criados por estudos inteligentes e conscientes

5) P+7 .egulamenta3ão e necessidades a resolver

Para a tecnologia P+7 eplorar de /orma plena seu potencial durante o per?odo de

crescimento mais intensivo da %anda +arga um 8uadro regulat>rio claro e neutro para

P+7 deve ser constru?do seBa internacionalmente seBa no pa?s Apesar de 8ue o

traalho ativo em .egulamenta3ão durante os Nltimos * anos permita a implanta3ão

comercial de P+7 aten3ão especial deve ser dada evolu3ão de normas e

regulamentos de modo a garantir um aproveitamento /uturo dos investimentos atuais

(eve ser assegurado 8ue a tecnologia P+7 seBa tratada de /orma igual a outras

tecnologias de %anda larga e 8ue uma regulamenta3ão est1vel seBa estaelecida de

modo 8ue os investidores se sintam con/ort1veis para suportar /ortemente a

implanta3ão de redes P+7 comerciais

Em particular se /aM necess1rio um 8uadro não discriminat>rio 8ue inclua o

estaelecimento de tratamento neutro em limites de compatiilidade da radia3ão

eletromagnética 9E'7: (evese salientar 8ue o longo processo de aprova3ão de

padr6es E'7 para redes P+7 leva a decisão de implanta3ão comercial da tecnologia

sem garantia de viailidade /inanceira

Por outro lado vale ressaltar 8ue nos eperimentos realiMados pelos memros daP+7 Utilities Alliance PUA na Europa não /oi detectado nenhuma inter/erJncia

relacionada tecnologia P+7

A AgJncia Oacional de &elecomunica36es AOA&E+ tem demonstrado uma atitude

de incentivo a tecnologia na medida 8ue tem concedido licen3as seBa a t?tulo

eperimental seBa a t?tulo de eplora3ão comercial do Servi3o de 7omunica36es

'ultim?dia S7' a 7oncession1rias do setor elétrico 8ue solicitam autoriMa3ão para a

presta3ão de servi3os de telecomunica36es onde a tecnologia est1 inclusa por

eemplo para a +ight Eletropaulo 7opel 7E'G etc

Além disto a AOA&E+ tem rati/icado sua visão em rela3ão a tecnologia P+7 de

continuar sendo respons1vel pela administra3ão do espectro de radio/re8uJncias

epedindo as respectivas normas concedendo atos de outorga e etin3ão do direito de

uso de radio/re8uJncia /iscaliMando e aplicando san36es aseada na +G& e nos

28



princ?pios contidos na Parte )5 (ispositivos de .1dio re8uJncia da regulamenta3ão

do 77 de )*;0!;2005

'uitas di/iculdades ocorrem na de/ini3ão de um modelo de neg>cios para

telecomunica36es por uma distriuidora de energia Oormalmente distriuidoras de

energia tJm uscado eplorar oportunidades em telecomunica36es em /un3ão de

necessidades de redes de voM e dados 9&: da pr>pria opera3ão administrativa assim

como para a opera3ão técnica na medi3ão automa3ão e monitoramento da rede

elétrica

Surge tamém o interesse em eplorar ativos de in/raestrutura B1 eistentes 8ue

envolvem postes dutos e caos A de/ini3ão de modelos de neg>cios e suas

implica36es representam um insumo de grande utilidade para a ade8uada avalia3ão de

mercado das potenciais receitas e da sua viailidade e o segmento de atua3ão &ais aplica36es podem contriuir para a moderniMa3ão do sistema elétrico

aumentando a sua e/iciJncia e a con/iailidade da rede e tamém tornar poss?vel a

implementa3ão dos novos conceitos de ar8uitetura de rede elétrica como a ar8uitetura

de re/erJncia ntelligrid 9ntelligent Electricit= Grid: coordenado pelo 7E(S

97onsortium /or an Electric n/raestructure to Support a (igital Societ=:

Oão eiste uma regulamenta3ão espec?/ica para esta aordagem de neg>cios

sore a rede pela AgJncia Oacional de Energia Elétrica 9AOEE+:

&alveM este seBa um dos pontos de grande ene/?cio para as concession1rias com

rela3ão ao uso da tecnologia P+7 conseguir uma rede de distriui3ão de energia

elétrica com maior inteligJncia sto pode resultar em menores custos operacionais e

maior con/iailidade na presta3ão do servi3o deiando a eplora3ão dos servi3os de

telecomunica36es para terceiros com eperiJncia na eplora3ão desse nicho de

mercado

! Poss?veis Solu36es A resposta para superar todas essas arreiras est1 em garantir 8ue todas as partes

interessadas na rede moderna esteBam alinhadas e coordenadas Oos Estados Unidos

regulamentos e legisla36es serviram como catalisadores para o desenvolvimento

tecnol>gico na 1rea energética mas ainda é necess1rio motivar todas as partes

29



interessadas a investir na visão da rede moderna capaM de se desenvolver e se

espalhar utiliMando a integra3ão de comunica3ão Para atingir esse oBetivo trJs

passos são destacados

• 7onsumidores de energia devem ser in/ormados sore o custo da energia e

os ene/?cios do sistema de comunica3ão integrado @ entendimento da

preci/ica3ão em tempo real motivar1 os consumidores a solicitarem um

sistema de comunica3ão integrado o 8ue garantira a capacidade de

gerenciar o consumo energético Essas tecnologias necess1rias para motivar

o consumidor incluem sistemas com /uncionalidade de portal do consumidor

via uma rede de servi3o de internet de anda larga• 7oncessionarias de energia necessitam perceer o 8ue a rede moderna ser1

capaM de melhorar a con/ian3a reduMir o custo e aumentar os lucros aoagregar os ene/?cios das comunica36es integradas Esse entendimento

motivara as concessionarias a traalhar mais rapidamente em dire3ão aos

padr6es universais necess1rios e a moderniMa3ão da rede moderna 7om o

estaelecimento dos padr6es universais a produ3ão em escala poder1 ser

atingida reduMindo os custos e motivando as concessionarias a investir em

aplica36es capaMes de satis/aMer seus interesses• ornecedores estarão motivados a investir em novos produtos assim 8ue

eles perceerem 8ue o mercado possui demanda 7omo consumidores as

concessionarias ao se apropriarem da visão da rede moderna passarão a

solicitar dos /ornecedores novos e modernos e8uipamentos capaMes de

atender as suas eigJncias

$ 7onclusão

(iscutimos a importFncia de tecnologias na integra3ão de comunica36es a /im de

implementarse uma rede elétrica moderniMada e aseada em Smart GridOotouse 8ue a ado3ão da Smart Grid trar1 aumento de con/iailidade seguran3a

economia e/iciJncia e melhor uso do meioamiente para gera3ão de energia elétrica

utiliMando /ontes renov1veis

A ado3ão de padr6es universais se mostrou o nNcleo da produ3ão em escala de

uma rede moderna estes padr6es estimularão o desenvolvimento sustent1vel de

30



in/raestruturas de comunica3ão Podemos diMer 8ue na pr1tica a nova rede moderna

demandaria

X comunica36es integradasX sensoriamento e medi3ão

X componentes avan3adosX métodos de controle avan3ados eX melhores inter/aces e suporte de decis6es@s 8uais possuem uma inter/ace de acordo com o es8uema aaio

Oo

entanto esse

desenvolvimento real ainda engatinha e vem en/rentando signi/icativas arreiras

principalmente por uma 8uestão de mentalidade dos investidores e consumidores

31

Figura A Iniciati,a da rede moderna



%iliogra/ia

Y)Z Chite Paper on P+7 and its impact on the development o/ %roadand in Europe Arthur ( +ittle /or PUA 92004:

Y2Z Po<erlinean alternative technolog= in the local loop presentation to EEE march;2004 Y*Z &eleco 4445teleco5com5r Y4Z AOA&E+ 4445anatel5go,5r Y5Z AOEE+ 4445aneel5go,5r Y!Z – nternet das 7oisas 6tt%7884445ti5com8lit8ml8sl921"8sl921"5%d! Y$Z – S'A.& G.( Paper 6tt%7884445er5umic65edu8Researc68InstituteRe%orts811:

128SmartGrid&a%er;<5%d!

http://www.teleco.com.br/

http://www.anatel.gov.br/

http://www.aneel.gov.br/

http://www.ti.com/lit/ml/slyb214/slyb214.pdf


http://www.erb.umich.edu/Research/InstituteReports/11-12/SmartGridPaper_V7.pdf


http://www.teleco.com.br/

http://www.anatel.gov.br/

http://www.aneel.gov.br/




trabalho pea integracaocomunicacao

Documents