DESAFIO:
Em todo o país, as interrupções de energia estão se tornando a norma. Consequentemente, os clientes estão ficando cada vez mais frustrados, e as concessionárias estão incorrendo em mais custos, o que as deixa sem escolha a não ser repassar esses custos aos clientes. É por isso que a meta de todas as concessionárias é melhorar constantemente a confiabilidade da energia. O fornecimento de energia confiável faz mais do que manter os clientes satisfeitos, ele ajuda a reduzir as perdas econômicas e de produtividade. Uma concessionária de propriedade de um investidor em Illinois estava muito familiarizada com as frequentes interrupções de serviço, mas quando procurou ajuda, não precisou ir muito longe. Vizinha e fornecedora de longa data, a G&W Electric, sediada em Bolingbrook, Illinois, foi chamada para ajudar a concessionária a oferecer uma abordagem escalonável para a automação da distribuição, de modo que ela pudesse fornecer energia confiável a seus 1,2 milhão de clientes em Illinois.
Embora seja quase impossível prever quando uma falta de energia pode ocorrer, existem tecnologias disponíveis atualmente que podem ajudar as concessionárias a restaurar a energia automaticamente e minimizar o número de clientes afetados por faltas de energia contínuas. Os clientes de Illinois sofreram interrupções de energia contínuas por não terem uma forma de
restaurar automaticamente a energia. Sempre que ocorria uma falha ou perda de tensão em um sistema não automatizado, um funcionário da concessionária precisava ser notificado e, em seguida, enviar uma equipe de reparos para restaurar a energia manualmente. Em um território de serviço de 43.700 milhas quadradas, pode ser extremamente difícil e demorado determinar o local de uma falta de energia antes de viajar para consertá-la. Embora seja simples minimizar o problema de confiabilidade implementando um sistema automatizado, isso normalmente requer um investimento financeiro e de capital significativo para instalar os equipamentos necessários.
Mas havia outras soluções possíveis. A concessionária sabia que, ao trabalhar com um de seus fornecedores e parceiros de longa data, a G&W Electric, poderia colaborar para melhorar a confiabilidade do fornecimento de energia em vários circuitos existentes de 69 kV. A concessionária e a G&W Electric já tinham trabalhado juntas no passado e, quando as duas empresas juntaram seus melhores engenheiros, foi possível criar soluções personalizadas e eficientes. No entanto, a G&W Electric não fabricava equipamentos de subtransmissão para operar no nível de tensão de 69 kV. Para melhorar a confiabilidade do sistema de distribuição, a equipe de engenharia da G&W Electric trabalhou com o sistema SCADA (controle de supervisão e aquisição de dados) já existente para oferecer a funcionalidade FLISR (localização de falhas, isolamento e restauração do serviço) — algo que nunca tinha sido feito antes no nível de tensão de 69 kV.
Uma nova maneira de incorporar a FLISR:
Quando se trata de melhorias de confiabilidade, a FLISR é uma das maneiras mais eficazes de melhorar a confiabilidade
sem esgotar os recursos humanos essenciais. Essencialmente, é uma forma automatizada de
restaurar a energia o mais rápido possível para o maior número possível de clientes. Embora a FLISR possa ajudar
a minimizar o impacto sobre os clientes afetados, ela não pode evitar uma interrupção de energia.
Métricas de confiabilidade para avaliar as operações da FLISR:
1) O número de clientes interrompidos (CI),
2) O número de minutos de interrupção do cliente (CMI).
Em um estudo do Departamento de Energia de 2014 sobre cinco empresas de serviços públicos com a funcionalidade FLISR estabelecida, constatou-se que a FLISR reduziu o número de clientes interrompidos (CI) em até 45% e os minutos de interrupção do cliente (CMI) em até 51% em um evento de interrupção. Ambas as métricas são componentes das equações usadas para calcular o Índice de Frequência Média de Interrupção do Sistema (SAIFI) e o Índice de Duração Média de Interrupção do Sistema (SAIDI).
Durante anos, a concessionária considerou inaceitável o desempenho de suas interrupções de serviço frequentes e prolongadas. Conforme mencionado anteriormente, o principal motivo das interrupções de serviço prolongadas era a falta de uma forma de restaurar ou redirecionar automaticamente a energia. Na época, o sistema atual exigia que um despachante fosse notificado sobre uma falta de energia. A partir daí, uma equipe era enviada ao circuito para verificar o motivo da falta de energia e corrigir o problema para restaurar o circuito. Esse processo total pode levar de seis a oito horas para ser concluído. Em média, você levava um terço desse tempo para encontrar o local da falha. Muitas vezes, a origem de uma interrupção de energia pode não ser conhecida até que um cliente a sinalize, como, por exemplo, relatando uma árvore caída em uma linha elétrica.
SOLUÇÃO:
A G&W Electric e os engenheiros da concessionária instalaram um computador servidor em um local seguro, equipado com o software fornecido pela G&W Electric para facilitar a funcionalidade do FLISR no nível de tensão de 69kV. Com o software FLISR instalado, o computador servidor agora pode processar todas as informações que recebe do sistema SCADA para determinar as ações que precisam ser tomadas para minimizar o número de clientes afetados durante uma interrupção. A solução inicial incorporou 12 interruptores e acabou sendo ampliada para 44 interruptores em seis (6) circuitos de 69 kV que fornecem dados críticos e em tempo real que podem ser analisados, acionados e corrigidos.
Os aplicativos FLISR oferecem maior visibilidade das interrupções e podem redirecionar automaticamente a energia, minimizando o número de clientes afetados pelas interrupções. Com menos distúrbios de energia e mais curtos, uma empresa de serviços públicos pode melhorar suas métricas de confiabilidade padrão, como o Índice de Frequência Média de Interrupção do Sistema (SAIFI) e o Índice de Duração Média de Interrupção do Sistema (SAIDI).
Como isso funciona?
O software FLISR tem um diagrama simplificado de uma linha que inclui todos os comutadores de 69 kV que participam dessa lógica de automação. Todos os dispositivos nesse diagrama unifilar têm pontos de dados mapeados para eles, que estão sendo trocados com o sistema SCADA existente por meio de um protocolo de comunicação entre centros de controle (ICCP).
Utilizando esses pontos de dados do campo, o software envia comandos de volta para o servidor SCADA, que, por sua vez, distribui os comandos de volta para os dispositivos, conforme necessário.
É improvável que um único pacote de software possa ser replicado para empresas de serviços públicos em todo o país. Pode até haver várias diferenças em uma concessionária individual. Um dos desafios desse projeto foi o fato de o FLISR nunca ter sido feito no nível de tensão de 69kV. Normalmente, essa solução é utilizada em níveis de tensão entre 5kV e 38kV. A equipe da G&W Electric trabalhou com os engenheiros da concessionária para projetar, desenvolver, testar, entregar e comissionar um sistema de automação LaZer® como um piloto envolvendo doze (12) chaves de 69 kV.
Durante esse piloto, a G&W Electric treinou operadores de serviços públicos para que se tornassem autossuficientes e expandissem o sistema para aumentar a instalação do FLISR. A capacidade de dimensionar o sistema de forma independente da G&W Electric gerou economias significativas para o fornecedor de serviços públicos de Illinois e continuará a fazê-lo nos próximos anos. A conclusão do projeto piloto envolvendo 12 interruptores e o fornecimento de treinamento aprofundado aos funcionários da concessionária foram concluídos em 12 meses em 2016. Como a primeira linha era a parte mais problemática do sistema, a concessionária decidiu expandir para outras linhas do sistema para tentar capturar mais eventos. Nos dois anos seguintes, o sistema FLISR foi expandido para os 44 switches que participam atualmente.
Mudanças escalonáveis feitas com resultados positivos:
Embora o principal benefício de um sistema FLISR centralizado seja a capacidade de minimizar o número de clientes sujeitos a uma interrupção de serviço, o maior benefício dessa solução é que ela permitiu que o fornecedor de eletricidade aumentasse a funcionalidade do FLISR em seu sistema SCADA existente, eliminando a necessidade de fazer mudanças radicais no sistema existente.
Outro motivo pelo qual esse software foi selecionado foi o fato de a maioria das soluções de automação oferecidas com a funcionalidade FLISR oferecer apenas dois modos de operação automática, ligado ou desligado. O software instalado pela G&W Electric oferece três modos de operação: ligado, desligado e semiautomático. As ações automatizadas de FLISR normalmente levam alguns segundos, enquanto as ações de FLISR validadas manualmente podem levar cinco minutos ou mais. O modo semiautomático oferece aos operadores da sala de controle um relatório de etapas sugeridas (ordens de comutação) que fornece à concessionária percepções e detalhes essenciais sobre como e por que o sistema responderá à falha. Isso permite que eles tomem a melhor decisão para minimizar a interrupção.
O modo semiautomático também oferece outra camada de tranquilidade. Embora algumas concessionárias possam ter receio de mudar para um sistema totalmente automático, o modo semiautomático fornece dados críticos e não toma nenhuma ação automaticamente. Inicialmente, a concessionária deixou o sistema funcionar no modo semiautomático durante os primeiros seis meses após a conclusão da instalação piloto. Durante esses primeiros seis meses, a concessionária encontrou três eventos de automação que foram capturados no modo semiautomático. As ordens de comutação resultantes deram à empresa de eletricidade a confiança necessária para usar o modo totalmente automático e deixar o sistema funcionar sozinho em qualquer evento futuro.
As concessionárias de serviços públicos estão enfrentando mais pressão do que nunca para implementar soluções eficazes de automação de distribuição. Condições climáticas severas estão se tornando mais comuns e os clientes e reguladores estão exigindo que as concessionárias aumentem a confiabilidade. Ao usar essa abordagem, a G&W Electric aproveitou os interruptores e o sistema SCADA existentes para oferecer uma abordagem muito escalável à automação da distribuição sem fazer um investimento de custo proibitivo. Embora a automação da distribuição seja normalmente obtida por meio do investimento em equipamentos no campo, como painéis de distribuição aéreos e padmount, com essa solução, a concessionária pode usar dados instantâneos do sistema SCADA existente para ter a funcionalidade FLISR, sem fazer um investimento caro. Usando o novo sistema de software FLISR, a concessionária pode avaliar a situação e tomar decisões para restaurar a energia mais rapidamente durante uma interrupção.
