Há quatro principais segmentos de aplicação das smart grids. Automação da distribuição, automação da transmissão, automação das subestações e integração de consumidor e AIM. (Falcão)
Automação da Distribuição
A automação da distribuição se refere aos sistemas de monitoramento, controle e proteção da rede (WAMPAC’s - Wide Area Monitoring, Protection and Control). Esses sistemas operam sobre informações locais, enquanto que os convencionais, sobre informações globais. Essa é o grande diferencial desses novos sistemas, que caracterizam o paradigma das Smart Grids. Tecnologias que viabilizam a automação da distribuição são as unidades de Medição Fasorial Sincronizada (PMU’s – Phasor Measurement Units). As PMU’s são capazes de medir fasores de tensão e corrente a uma taxa de amostragem de até 60 fasores/segundo. Essas unidades são sincronizadas pelo sistema GPS (Global Positioning System). (Falcão)
Automação da Transmissão
É nesse segmento que entram os smarts meters (relógios de medição eletrônicos) que substituem os relógios antigos que já conhecemos. Os novos relógios possuem diversas funcionalidades, fornecendo ao usuário final informações precisas sobre o consumo de energia. Duas tecnologias que permitiram os avanços que os smart meters trazem (Falcão):
• AMR (Automatic Meter Reading): sistema de coleta automática de dados de medidores de energia e de transferência para um sistema centralizado de processamento de dados. Esse sistema economiza as despesas com pessoal para leitura e transcrição de dados de consumo de energia e proporciona uma melhor acurácia na informação. A transmissão da informação pode ser realizada por diferentes redes de comunicação, incluindo sistemas wireless (WiFi, WiMax, Zigbee), PLC (Power Line Communications), entre outras. O AMR só permite comunicação de um lado, o que fez com que essa tecnologia fosse logo substituída por AMI (citada abaixo).
• AMI (Advanced Metering Infrastructure): esse sistema é mais avançado em relação ao AMR, pois além de coletar as informações, o sistema permite analisar a demanda e influir na resposta da demanda através da disponibilização de sinais de preços e atuação em dispositivos nas instalações dos consumidores finais. Para esse sistema é necessário uma rede de comunicação de dois sentidos, entre a distribuidora e as instalações do consumidor e vice-versa e um sistema de processamento de dados mais elaborados.
Automação das Subestações
As subestações são os nós da rede de eletricidade responsáveis pela interconexão da rede e onde ocorrem operações de controle e proteção. São usados também como local de aquisição de informações sobre o estado dos equipamentos. No atual estado da rede de energia elétrica, essas funções são exercidas por sistemas distintos de monitoramento, controle e proteção. Com as smart grids, essas funções serão integradas. A tecnologia de integração dessas funções é baseada em Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IEDs – Intelligent Electronic Devices). Esses dispositivos são capazes de produzir dados operacionais através de múltiplos canais de comunicação, diversas aplicações e protocolos. Essa tecnologia baseia-se também em protocolos padrões de comunicação e transferência de dados, como XML, responsáveis pela padronização. E, por último, utiliza fibras óticas e sistemas wireless baseados no protocolo IP para realizar a comunicação entre as funções de controle e operação.
Integração de Consumidor e AIM
Nas Smart Grids os consumidores assumem um novo papel, que não se limita ao papel de apenas consumidor. Os consumidores também têm capacidade de produzir e enviar energia de volta à rede. As tecnologias que viabilizam essa mudança de papel são os medidores inteligentes (smart meters) e a tecnologia AMI (citada em automação da distribuição). Essa integração permite ao sistema de geração distribuído, a capacidade de controlar e otimizar a demanda, a geração local de energia e as informações e respostas em tempo real sobre as alterações do preço da energia em um determinado instante.
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