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Mauricio R.Suppa : Engenheiro Eletricista -UNICAMP 1983 - Diretor Comercial da GESTAL Gestão de Energia e Utilidades Ltda.

Desde a década de 70 que sediscute sobre quais seriam ostipos de equipamentos para sechegar a uma arquitetura ideal decontrole. Há 20 anos assistimosno Brasil o surgimento dosprimeiros SDControladores dedemanda proprietários e maistarde o de sistemas comarquiteturas "abertas" constituídaspor CLP's (ou PC's industriais) esoftwares supervisórios, sendoque hoje o que temos é uma (con)fusão de ambos impedindo acorreta identificação de quem équem e de suas vantagensintrínsecas.

Também na área de protocolos decomunicação assistimos a umesforço de mais de 10 anos nointuito de se padronizar o field-bus sendo que o panorama atualmostra diversos padrões lutandopara prevalecerem uns sobre osoutros. Uma prova irrefutáveldisso tudo que estamos dizendose encontra nas últimas 240

edições da consagrada revistaControl Engineering.

A despeito portanto da evoluçãonatural e bem vinda da tecnologiado hardware pouco se discutiu (ese discute) sobre os métodos decontrole que se constituem naprincipal razão de se automatizarqualquer tipo de processo. Por estarazão muitas empresas aindaoperam com controle manual adespeito da existência deprocessadores poderosos e até desupervisão via Internet.

Na área de controle de demanda deenergia elétrica o panorama não édiferente, pois também assistimos àuma evolução (porém mais lenta)do hardware mas nem sempreproporcionando retorno financeiroao usuário.

Este texto focalizará portanto aevolução do controlador dedemanda de energia elétrica noBrasil sob a óptica do algoritmo de

controle abordando tambémaspectos relacionados àplataforma de hardware sob aqual o controle é implementado.

Um pouco de história

Os primeiros controladores dedemanda do Brasil surgiram(como os SDCD’s) na década de70 e já no final desta havia ummodelo da empresa mineiraEngetron contemplando ummétodo de controle aprimorado emuito bem aceito durante adécada de 80. De acordo com ateoria classificaríamos estemétodo como sendo preditivo(projeção) por retas ajustáveis.

Evolução do

controle de

demanda de

energia elétrica

no Brasil

“Muitos

confundem o

termo adaptativocom preditivo,

rodízio ou controle

hierárquico…”

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Paradoxalmente ao invés de umaevolução assistimos nas décadasseguintes à um retrocesso com aproliferação de controladoresconvencionais (limitadores)utilizando medição por janelamóvel e controle (on/off), comexceção de um ou outro modelo,sendo que somente em 1998 (hápouco mais de um ano) foilançado no Brasil (talvez naAmérica Latina) o primeirocontrolador de demandautilizando o método preditivoadaptativo, vindo ao encontro dasreais necessidades do usuário noque tange ao controle e àotimização da demandacontratada.

Muitos confundem o termo"adaptativo" com preditivo,rodízio ou controle hierárquico.Em controle de processos otermo adaptativo significa que afunção de controle se adapta àsmudanças do processo e no casodo controle de demanda significaque as prioridades de atuaçãosobre as cargas possam variarautomaticamente de acordo comas condições de processo,impedindo que o controladorpenalize primeiro sempre umamesma carga.

Por isso que também chamamoseste tipo de controle de"inteligente" lembrando que istonada tem a ver com inteligência

artificial. Pena que algunsfabricantes usem e abusem dotermo "inteligente" utilizandométodos arcaicos de controle sobmédia móvel ou não adaptativos.

Até 1998 nenhum controlador dedemanda no Brasil possuíaimplementado um recursoadaptativo capaz de variarautomaticamente a prioridade dascargas devido às mudanças detemperatura, pressão, vazão,etc.Ou seja utilizavam apenas tabelascom prioridades fixas de atuaçãosobre as cargas.

Receio no controle automático

Hoje em dia encontramos,infelizmente, muitos Controladoresde demanda desativados, outrostantos apenas monitorando, poucoscontrolando e quase nenhumotimizando a demanda contratada.A explicação é simples: ocontrolador de demanda não atuacomo imaginado pelo usuário oucomo prometido pelo vendedor.

O consumidor de energia elétricaquer um automatismo que nãoapenas evite as multas por

ultrapassagem mas queproporcione um controle justo(tirar/repor o necessário e notempo certo) sobre as cargas,possibilitando a diminuição dademanda contratada sem traumasna produção ou processo. Muitossão os consumidores que sofremna transição de fora-ponta paraponta, e vice-versa, comControladores de demanda quecontrolam por níveis (on/off) dedemanda e medem por janelamóvel.(fig.01)Além disso a maioria dosControladores de demanda emtodo mundo atua sobre osequipamentos vendo-os comocargas elétricas apenas quandodeveriam "enxergar" as restriçõesde processo ou operacionaisatreladas a estes equipamentos,escolhendo aqueles que estiveremmais aptos a serem atuados eainda evitando a ultrapassagem dademanda. Este é o caso de umcontrolador de demanda ditointeligente em comparação aocontrolador de demanda ditoconvencional que só enxerga aparte elétrica.Se nada disso acima for possível écompreensível que o consumidor

“Até 1998 nenhum controlador de demanda noBrasil possuía implementado um recursoadaptativo capaz de variar automaticamente aprioridade das cargas …”

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mantenha o controle de suademanda em manual.Funções extras tais comoconexão a sistemas SCADA,fornecimento de informações asistemas MES (ManufacturingExecutance System) e à softwaresde gestão corporativa sãoirrelevantes para o controle eficaze eficiente de demanda.Mesmo certas variantes decontrole preditivo não sãosatisfatórias pois não interagemcom o processo de formaadequada.

Mesmo seguindo a tendênciacorreta na adoção de plataformasuniversais como CLP's, oumesmo PC's industriais,substituindo equipamentosdedicados, corre-se um alto riscode se continuar usando hardwaresdedicados no caso dos PC's coma diferença que agora teríamoscomponentes padronizados,produzidos em larga escala eportanto com maior facilidade de"up-grades".

Só que no caso de controle dedemanda isto pouco trás devantagem no que tange àqualidade do controle pois aconstante de tempo envolvida nãoé crítica a ponto de exigir umdesempenho cada vez maior deprocessamento da CPU. Avelocidade de processamento daCPU para esta aplicação não afeta

a precisão do controle pois ostempos são determinísticos. Alémdisso o PC deverá possuir umsistema operacional em tempo realconsagrado além de permitir aescolha de interfaces com o campoentre locais e remotas, garantindouma arquitetura mais adequada àcada aplicação.

Resumindo o hardware maisadequado, independente do seutipo de plataforma, é aquelecontendo as seguintescaracterísticas mínimas :

1.certificação mundial (IEC porexemplo) do todo e não apenas daCPU do equipamento.2.MTBF (tempo médio entrefalhas) > 100.000 horas evitando ouso de sistemas redundantes.3.controle distribuído e nãocentralizado (todos os ovos namesma cesta).4.interfaces padrão com sinais docampo.5.sistema operacional em temporeal certificado.6.conectividade direta comsistemas de terceiros que tenham

protocolos abertos decomunicação, não apenasModbus RTU.

Além do método preditivoadaptativo um controlador dedemanda deve possuir capacidadede controle setorial hierárquico,ou seja, um controle individualpor setor mas sempre respeitandoa medição da concessionária,além de outros recursosavançados como aqueles queestão sendo usados pela Alcanunidade de Ouro Preto-MGatravés do sistema SmartEnergyda GESTAL:

1.geração de alarmes quando osmedidores de energia nãoestiverem sincronizados com aconcessionária.

2.atualização instantânea dademanda de controle na mudançade horário de Ponta, Fora dePonta, EPV ou FAT.

3.cálculo em tempo real doquanto de energia pode serconsumida (para mais ou paramenos), antecipando oreligamento e postergando aretirada de cargas no limite dademanda de controle, permitindofator de carga próximo de 100%.

4.associação de várias saídasanalógicas para um controle,podendo cada uma ser

“Controladores dedemandaconvencionaisproporcionamresultadosconvencionais…”

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configurada para atuar em açãodireta ou reversa possuindo 6pontos de correção de linearidadeem função da potência.5. medição on-line da potência decada carga controlada visandootimizar o tempo de atuaçãosobre as mesmas.6. ação pelo controle de demandapor energia acumulada.

Estes recursos são voltados paramédios e grandes consumidoresviabilizando a otimização deenergia e deslocando o operadorde sua árdua e difícil tarefa decontrole manual para a desupervisão, que é uma tendêncianatural proporcionada pelaautomação.

Controladores de demandaconvencionais proporcionamresultados convencionais quais

sejam a monitoração dosparâmetros elétricos e"eventualmente" a eliminação dasmultas por ultrapassagem, o quemesmo para alguns Controladoresde demanda nem sempre ocorredevido às falhas intrínsecas decontrole nem sempre percebidaspelo usuário, podendo pegá-lo desurpresa.Se a necessidade estiver atrelada à

otimizar a demanda sem prejudicara produção pode ser que ocontrolador de demanda existentenão seja capaz de fazer isso e oconsumidor estará perdendo achance de economizar muitos reaispara sua empresa.

Artigos recentemente publicados arespeito de aspectos consideradosbásicos para um sistema modernode gerenciamento de energiaelétrica quase nada comentam a

respeito daquilo que justificafinanceiramente a adoção de umcontrolador de demanda.Diferente dessas outras opiniões,que respeitamos mas nãoconcordamos, a grande revoluçãodo controle de demanda no Brasildeu-se na evolução dos métodosde controle e não da evoluçãotecnológica do hardware, oumesmo da informática, sobre oqual o mesmo é implantado,mesmo sendo este um aspectofundamental no que tange àviabilidade do controle inteligentee na preservação do investimentorealizado.

Finalmente diante do novocenário energético nacionalimplicando mudanças bruscas naforma de comercialização daenergia, no uso crescente dacogeração, etc, os Controladoresde demanda deverão se adaptarrapidamente a estas novasrealidades ou ficarão ainda maisobsoletos.

…a grande revolução do controle de demandano Brasil deu-se na evolução dos métodos decontrole e não da evolução tecnológica dohardware…

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Figura 01