Edição 205 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 205 – 2015

¤ Cover Page

Eficiência e energia juntos

A eficiência energética é uma estratégia que funciona melhor executada por um conjunto de tecnologias. Não importa quem é financeiramente responsável por manter os custos de energia sob o controle na organização, mas isso não pode ser feito sem a participação de todos. Todos e cada componente e dispositivo devem ser considerados como parte de um sistema que pode ter um profundo impacto sobre o consumo de energia total do negócio. Então, é mesmo o conhecido fazer mais com menos, empurrando as operações para além de seus limites.

E o novo cenário pede qualidade do suprimento de energia para todos os consumidores já que toda função econômica e social de um país depende, direta ou indiretamente, da operação segura e confiável da sua infraestrutura de energia. Perdas financeiras geradas por interrupções não planejadas têm feito os consumidores de todos os portes exigir maiores índices de continuidade e disponibilidade das concessionárias – o que implica necessariamente em maiores investimentos em soluções que reduzam a duração e a frequência das interrupções, aumentem o desempenho, agreguem mais eficiência e diminuam custos de manutenção. E os consumidores podem avaliar qualidade e desempenho do sistema elétrico por meio do controle e análise das interrupções.

Segundo o módulo 8 do Prodist/Aneel, referente aos procedimentos relativos à qualidade de energia elétrica prestada no Brasil, são calculados diversos indicadores de continuidade de energia que visam informar qual a frequência e duração, média ou individual, das interrupções de energia durante um período específico – e assim, têm-se indicadores sobre a duração da interrupção individual, por unidade consumidora ou ponto de conexão, expresso em horas e centésimos de hora; a frequência da interrupção individual, por unidade consumidora ou ponto de conexão, expresso em número de interrupções; a duração equivalente da interrupção, por unidade consumidora, expresso em horas e centésimos de hora; a frequência equivalente da interrupção, por unidade consumidora, expresso em número de interrupções e centésimos do número de interrupções; a duração máxima de interrupção contínua, por unidade consumidora ou ponto de conexão, expresso em horas e centésimos de hora.

Uma solução de localização e isolamento de faltas e restauração de serviço – comumente chamada de FLISR (Fault Location, Isolation and Service Restoration) – é capaz de melhorar os indicadores de energia já que pode transformar desenergizações de até 50 a 80 minutos em desenergizações de apenas 1 a 5 minutos, o que, em muitos casos, não caracterizaria uma infração de acordo com o limite de três minutos regulado pela Aneel.

A equipe da Elipse também possui trabalhos nesse contexto e lembra que o método tradicional para localização de faltas consiste na total dependência de notificações de problemas, por parte dos consumidores, através de ligações telefônicas e mensagens SMS para que comecem os procedimentos de restabelecimento do sistema – e isso às vezes demora muito. E como as equipes de campo são enviadas sem nenhuma informação detalhada sobre o problema e instruídas a percorrer toda a rede desde o início da linha, muito mais tempo é gasto até que se encontre o problema. Isso é o trabalho tradicional, que tende a mudar com a implantação do smart grid.

Então, usando o método de erro e acerto, as equipes irão reenergizar o sistema verificando, trecho a trecho, até encontrarem o ponto certo, o que requer um grande tempo de testes e análises. A equipe técnica da Elipse ressalta que o processo, além de ineficiente coloca em risco a vida das equipes de manutenção locais, assim como de todo o entorno dos locais testados.

O que uma solução FLISR propõe é uma metodologia que indique a provável localização da falta, além da rápida e segura restauração da rede. É um módulo de inteligência que faz uso das informações já disponíveis no centro de controle, apenas aproveitando melhor os recursos já existentes, sem a necessidade de grandes investimentos em hardwares de automação e controle. Através do uso adequado dessas diversas funcionalidades auxiliares, como sistemas Scada, AMI (Advanced Metering Infastructure), GIS (Geographic Information System) e OMS (Outage Management System), a solução alcança robustez e confiabilidade, pois coleta informações em tempo real dos equipamentos monitorados, eventos e dados dos medidores inteligentes de energia instalados junto aos consumidores de energia, informações geográficas e o cadastro elétrico dos equipamentos na rede, assim como o tratamento dos dados de ocorrência de falta. Essas informações, somadas aos históricos, permitem estimar valores reais de impedância de falta, o que torna possível calcular o mais provável local de falta ao longo de cada trecho monitorado. Então, destacam-se todos os possíveis trechos de ocorrência do problema, incluindo a localização mais provável do defeito, e os segmentos saudáveis. Usando soluções FLISR como a oferecida pela Elipse, por exemplo, esses resultados podem ser apresentados em uma interface georeferencia- da GoogleMaps.

Com as muitas novas tecnologias e sistemas sendo implementados no setor elétrico, as operações da distribuição podem se tornar cada dia mais eficientes. Mas o cenário é preocupante e pede urgência.

Desde o final de 2013 o setor elétrico tem vivenciado uma série de medidas governamentais que buscavam a diminuição do custo de energia elétrica para o consumidor. A MP 579, posteriormente transformada em lei, trouxe a antecipação do término de diversas concessões de geração e transmissão e, como consequência, enormes mudanças e dificuldades para os agentes. Viu-se, a partir de então, grande instabilidade dos agentes de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica e, por conseguinte, uma forte queda nos investimentos, especialmente pelas Distribuidoras.

Ao mesmo tempo, o país vem passando por forte estiagem e como resultado, o Operador Nacional do Sistema – ONS viu-se obrigado a lançar mão de praticamente todas as térmicas disponíveis no país, inclusive aquelas menos eficientes e com alto custo de operação, com níveis de Custos Variáveis Unitários – CVU acima de R$1.000/MWh.

Assim, assistimos o Custo Marginal de Operação atingir níveis altíssimos, provocando grandes distorções para o fluxo de caixa das Distribuidoras que se viram descontratadas e obrigadas a se servir da energia com base no Preço de Liquidação das Diferenças – PLD, então em patamares de mais de até R$822,00/MWh. Em poucos meses o setor de Distribuição se viu obrigado a buscar ajuda financeira para cumprir com os compromissos frente aos Geradores, em patamares de dezenas de bilhões de Reais, jamais vivenciados pelo setor.

Da mesma forma, o setor de Geração frente à incapacidade de cumprir com seus compromissos de geração devido à escassez hídrica, passou a se defrontar com altos custos de GSF (generating scale factor) devido aos altos valores do PLD. Dessa forma todo o setor elétrico passou a vivenciar uma séria crise de caixa que por sua vez vem prejudicando seus programas de expansão e de manutenção.

Com a forte desaceleração econômica, grandes segmentos industriais, especialmente da indústria de base, passaram a restringir suas produções industriais devido ao alto custo de energia. Por outro lado, a sinalização, em grande parte equivocada, da tendência de queda do custo da energia para os setores residencial e comercial, provocou forte aumento do consumo em algumas partes do país.

Os projetos estruturantes de geração, como a construção das usinas do Madeira, Teles Pires e Belo Monte, continuam a ser a base industrial para indústria. Já os projetos de transmissão, em especial as conexões em corrente contínua do Madeira, escoamento de Teles Pires e o primeiro bipolo de Belo Monte foram os princi- pais projetos do setor no ano, além de alguns projetos de linhas de transmissão, em construção. Novos leilões de transmissão continuam a ser realizados com menor apetite dos investidores. Já o setor de Distribuição sentiu o forte contingenciamento de caixa e buscou minimizar investimentos de expansão, com palpáveis impactos na indústria.

Nesse cenário de energia cara e pouca, as perdas comerciais de energia no Brasil, provenientes de fraudes, problemas de medição e faturamento, somaram R$ 6 bilhões em prejuízos só em 2013, segundo a Aneel, sendo que a região Norte enfrenta fuga de energia injetada de 22%, em média. Então, geradoras e distribuidoras buscam encontrar as perdas e resolvê-las. É mais um desafio para as operadoras de redes de distribuição de energia elétrica (ORD).

As perdas de energia podem ser classificadas como perdas técnicas (físicas) e não técnicas (comerciais). A primeira é inerente à física, principalmente pela dissipação de energia nas linhas de transmissão e distribuição, e em todos os equipamentos e dispositivos ao longo do percurso. Já a segunda é causada por ações externas ou manipuladas intencionalmente, como roubo e falta de pagamento. Neste sentido, a quantidade total de energia perdida é a diferença entre a quantidade disponível de energia elétrica no nível do consumidor e a soma cobrada, efetivamente, pela concessionária.

Curiosamente, com os antigos medidores eletromecânicos sendo substituídos por novos medidores eletrônicos inteligentes, este tipo de fraude está se tornando mais sofisticada. Além de conectar diretamente as linhas de energia, a “indústria do roubo” também está modificando componentes eletrônicos internos e violando as placas de circuitos integrados.

A perda comercial ou não técnica pode ser causada por erros relacionados à calibração irregular ou ilegal dos dispositivos de medição; desvio, falsificação e mau uso dos medidores de energia para reduzir o volume de consumo; manipulação de conexão ou ligação direta às redes de distribuição para desviar a eletricidade; adulteração ou modificação de transformadores de corrente (TCs) em nível secundário de consumidor; erros ou manipulação da leitura no local ou na gravação de dados de back-office, contabilidade e faturamento; falta de pagamento das contas pelos clientes. Os níveis de perdas diferem de acordo com as empresas de distribuição e regiões do país. Além disso, refletem as diferenças sociais e econômicas. No entanto, as perdas comerciais podem ocorrer com qualquer tipo de público, independente da renda e localidade, e não são exclusividades de países em desenvolvimento. O desafio está justamente em como detectar e combater tais perdas não técnicas com eficiência e eficácia – o mercado já oferece soluções e serviços de medição específicos para responder a essas demandas, com transparência por meio de monitoramento em tempo quase real, controle, medição, regras e algoritmos inteligentes, alarmes e relatórios.

As concessionárias que implementaram essas soluções de combate às perdas não técnicas apresentaram retorno de curto prazo sobre o investimento, reduzindo consideravelmente as perdas comerciais. Esse rápido retorno dos investimentos tende a resultar em redução de custos diretos (otimização da força de trabalho em campo e back office, redução de perdas de energia); diminuição indireta de despesas (melhor gerenciamento de dados, maior eficiência operacional); aumento da receita (cobrança mais precisa e oportuna, recuperação de contas em aberto, detecção precoce de roubo).

As soluções tecnológicas disponíveis são abrangentes permitem melhoria nos procedimentos de leitura de medidores; redução de custos no local de leitura e de processos de inspeção e auditoria, melhoria na detecção de fraude e roubo, maior integração com clientes, sistemas de faturamento e de liquidação, acompanhamento e análise de melhoria da qualidade da energia, capacidade de monitoramento aprimorada em relação às quedas de energia e da rede, aumento da confiabilidade no sistema por meio de tecnologias integradas de distribuição (AMI, DMS, SCADA, GIS, CIS), independência dos fabricantes, vendedores e fornecedores de medidores.

Vários métodos podem ser adotados para minimizar as perdas não técnicas e a combinação de diferentes tecnologias torna os resultados mais eficazes e é o caminho mais indicado, já que não é possível eliminar completamente o problema das perdas não técnicas. As soluções de smart grids e serviços inteligentes de medição são essenciais para minimizar as perdas não técnicas em redes de distribuição e permitem o fornecimento confiável e sustentável de eletricidade – essencial para a sociedade moderna.