Proposta de sistema com arquitetura para implementação de uma smart grid na rede de distribuição em baixa tensão

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Proposta de Sistema com Arquitetura para Implementação de uma Smart Grid na Rede de Distribuição em Baixa Tensão
R. C. Gomes, M.Sc., NSE/UEA, A. L. Printes, M.Sc., NSE/UEA e C. M. Ramos, Mestrando, NSE/UEA.
Resumo--Este artigo apresenta uma nova arquitetura que possibilita a implantação segmentada de uma smart grid aplicada à rede de distribuição de energia elétrica em baixa tensão. O trabalhointroduz os dispositivos eletrônicos necessários à implementação da infra-estrutura física capaz de viabilizar sua plena realização. Também mostra as principais vantagens da arquitetura proposta em relação aos sistemas existentes e apresenta os primeiros resultados obtidos a partir de um protótipo (prova de conceito) aplicado a um circuito simulado em laboratório em escala reduzida, implementadono âmbito de um projeto de P&D desenvolvido na Universidade do Estado do Amazonas em parceria com a concessionária Amazonas Energia.

Palavras Chaves--Architecture, Automation, Circuit topology, Command and control systems, Control equipment, Electric variables measurement, Energy management, Energy measurement, Intelligent systems, Management information systems, Power distribution, Powerdistribution control, Power systems, Power system control, Power system measurements, Power system monitoring, Topology.
Nomenclatura
AESA – Amazonas Energia S/A;
AMI – Advanced Metering Infrastructure;
AMR – Automatic Meter Reading;
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica;
EMI – Electromagnetic Interference;
MESA – Manaus Energia S/A;
MDM – Meter Data Management;
NSE – Núcleo deSistemas Embarcados;
SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition;
SEGC_RSD – Sistema Eletrônico de Gerenciamento de Cargas da Rede Secundária de Distribuição;
P&D – Pesquisa e Desenvolvimento;
UEA – Universidade do Estado do Amazonas.

Introdução
E
nergia elétrica é um insumo estratégico na economia de qualquer país e elemento fundamental ao bem estar social dos povos em qualquerparte do mundo. Questões políticas, econômicas e ambientais referentes à utilização de combustíveis fósseis para geração de energia elétrica assumiram, nas últimas décadas, relevância internacional e tem exigido do setor de energia, dos países desenvolvidos e emergentes, a busca por um sistema elétrico mais eficiente, confiável, flexível e otimizado tanto em custos como em recursos; bem como, queimponha uma participação menor do carvão mineral e petróleo na composição da matriz energética destes países [1]-[2].
Neste cenário, verifica-se uma forte pressão pela atualização tecnológica de um setor que, em qualquer parte do mundo, manteve-se praticamente inalterado por quase cem anos, mesmo diante dos extraordinários avanços das telecomunicações, computação e eletrônica, neste período. Aincorporação destes avanços no sistema elétrico encontra-se em curso no Brasil e em muitos países do mundo; sendo que nos países desenvolvidos já ocorre há mais tempo. De qualquer forma, este processo é recente, mas vem estabelecendo profundas mudanças no sistema elétrico existente e, na verdade, fazendo surgir um novo sistema cuja denominação mundialmente atribuída é Smart Grid [3]-[4].
Deacordo com [4], como uma área de investigação recente, Smart Grid ainda é um conceito em desenvolvimento e, portanto, muitas e distintas definições lhe são aplicadas. Contudo, há um consenso geral no que se refere à lista básica de suas características, as quais são descritas a seguir:
* Restauração autônoma;
* Resistência a ataques;
* Suporte a recursos distribuídos;* Suporte a fontes renováveis de energia;
* Fornecer qualidade da energia;
* Garantir a segurança do fornecimento;
* Suporte a custos baixos de operação;
* Minimizar perdas técnicas;
* Minimizar manutenção e intervenção manual.

Conforme [4], defini-se como sistema elétrico de potência toda infra-estrutura e conjunto de recursos...
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