Copel passa a focar P&D em geração distribuída e automação das redes

Nos próximos quatro anos, a área de inovação da Copel Distribuição trabalhará em linhas de pesquisa que incluem inteligência artificial, realidade virtual e aumentada e segurança cibernética. A subsidiária elencou 11 temas prioritários e lançou em outubro de 2018 uma Chamada Pública para projetos de Pesquisa e Desenvolvimento que trouxessem soluções de melhorias operacionais frente ao aumento da geração distribuída e da automação das redes, e que também contemplassem a aplicação futura das novas tendências tecnológicas. Os temas foram elencados e priorizados segundo um roadmap tecnológico, elaborado pelo Comitê de Inovação da companhia, que assim definiu sua estratégia para o estudo e aplicação destas tecnologias.

Foram apresentadas 238 propostas, sendo 21 selecionadas para serem executadas a partir deste ano, com orçamento inicial de R$ 71,7 milhões. Os programas incluem estudos complementares aos realizados em Ipiranga (PR), onde a empresa iniciou seu primeiro projeto de aplicação em escala do conceito de smart grid. Segundo o Gerente do Departamento de Gestão da Inovação da Copel, Gustavo Klinguelfus, entre os projetos que buscam conferir melhorias operacionais para o advento da geração distribuída está a programação diária de microgrids e redes ativas considerando o Gerenciamento pelo Lado da Demanda (GLD), além do desenvolvimento de uma metodologia para gestão de microgrid rural, com implantação de geração híbrida a partir do diesel e do sol.

O primeiro projeto de GD por microgrid foi assinado recentemente junto a Itaipu e o Centro Internacional de Energias Renováveis – Biogás (CIBiogás), numa iniciativa que prevê a criação de pequenas redes de energia para atuarem de forma isolada na região Oeste do Paraná, como backup, em situações de falta da rede de distribuição. A concessionária também realizou recentemente uma chamada especial para seleção de projetos em GD com até 5 MW de potência, preferencialmente no Paraná e com prioridade para empresas que possuam o maior nível de maturidade para permitir a agilidade na implantação das iniciativas, que devem estar prontas até dezembro deste ano.

Quanto a automação das redes, o executivo destaca o Sistema de Simulação e Testes de Ataques Cibernéticos, a realidade aumentada aplicada à eficácia da operação e manutenção, tanto para prática quanto treinamento, e o monitoramento inteligente de falhas em equipamentos com uso de termografia e Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), com a classificação automática de imagens também para o manejo da vegetação sob redes elétricas.

Outra iniciativa em execução é o projeto intitulado “Plataforma de big data e inteligência artificial para mapeamento de vulnerabilidades em distribuição”, cujo objetivo é desenvolver um programa de inteligência artificial para identificação e mapeamento de vulnerabilidades provenientes da vegetação. “A detecção desses pontoa será realizada através do processamento de dados com algoritmos de inteligência artificial”, explica o especialista.

A distribuidora paranaense também trabalha com interação de startups, através do programa Copel+, cujo objetivo é fomentar iniciativas para os desafios do setor elétrico, provendo formação aos futuros empreendedores, com metodologia de ensino e estrutura para prototipagem de ideias e inserção de mercado – ou seja, aceleração para as startups que já possuem seu Mínimo Produto Viável (MVP). “Os melhores projetos terão acesso a um fundo de investimentos de até R$ 10 milhões”, revela Gustavo.

Projeto usa big data e inteligência artificial para mapeamento de pontos vulneráveis da vegetação para a rede de distribuição da concessionária (foto: Agência do Paraná)

Formatado como um P&D da Aneel, o projeto conta com a parceria da PUC-PR e do Sistema Fiep, com as instituições cedendo os laboratórios e profissionais necessários para implementação da metodologia de educação empreendedora junto aos estudantes selecionados. O programa encerrou 2018 com inscrições abertas para times universitários que quiserem desenvolver soluções tecnológicas aos principais desafios do setor elétrico. “É uma plataforma aberta e formatada em parceria com pesquisadores da Universidade e do Fiep, que irão permitir o aprendizado, concepção, desenvolvimento e validação de modelos de negócio pelos estudantes”, define o gerente, revelando que as startups selecionadas serão hospedadas na própria sede da companhia, no intuito de criar um ambiente de incubadora, com mentoria e acompanhamento de todas as etapas de desenvolvimento do produto. O projeto se estenderá até março de 2020.

P&D 2018

Além da capacitação tecnológica e a promoção da inovação, visando à geração de novos processos e produtos, ou o aprimoramento de suas características, a área de inovação da companhia declarou se empenhar para produzir “benefícios técnicos, operacionais, econômicos, sociais, ambientais, gerando e agregando valor para toda a sociedade”. Outro ponto interessante é que a concessionária também busca proporcionar aos pesquisadores e empregados a participação em cursos de mestrado e doutorado em linhas de pesquisas específicas alinhadas ao seu negócio, além de promover maior interação e proximidade com universidades e institutos de pesquisa.

Foram destinados aproximadamente R$ 30,8 milhões para 42 projetos da área no ano passado, sendo oito concluídos ao longo do ano e 34 permanecendo em execução, isso sem contar na participação de forma cooperada com outras empresas do setor elétrico em nove iniciativas.

Entre os cases de sucesso está a concepção de uma metodologia sistemática para quantificação da vida útil de medidores eletrônicos de energia elétrica, através de ensaios simplificados de envelhecimento acelerado. No caso, “o teste de vida acelerado” foi simplificado, de forma resumida, pela redução do número de amostras, de 150 para 90 amostras de medidores e pela redução do número de condições de teste, de 5 para 3. A duração também foi reduzida para 4 mil horas, ou até a estabilização dos parâmetros de performance.

Quanto a questão da previsão de preços de energia e sazonalização da carga para leilões, foram elaboradas três metodologias: primeiro, de previsão de preço médio mensal de energia elétrica até cinco anos à frente, com base no método de despacho hidrotérmico de usinas individualizadas para o médio prazo; depois, a otimização da compra de energia até cinco anos à frente, considerando os diversos tipos de leilões e restrições dos problemas, principalmente relacionados aos limites de sub e sobrecontratação. E por fim, o da sazonalização da demanda anual contratada nos certames, considerando as regras de comercialização da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).

Essas amostras serviram de base para a criação do software OCL, que permite alocar de forma interessante os montantes de contratação de energia da distribuidora para os próximos cinco anos, considerando as restrições de comercialização, a carga prevista, os contratos existentes pela empresa, além do número de leilões e seus principais parâmetros.

Mas talvez o grande destaque fique para o primeiro projeto de P&D da empresa a virar produto comercial, inclusive patenteado internacionalmente: o capacete com um sensor de proximidade de rede que monitora campo elétrico em qualquer direção, aumentando a segurança de eletricistas e possibilitando a redução de acidentes por choque elétrico em condutores de média tensão. O equipamento alerta o usuário, por meio de um sinal sonoro, da aproximação excessiva em relação à rede energizada, indicando que a distância segura foi ultrapassada, gerando risco maior de acidente.

A companhia recebeu cerca de 550 peças do lote pioneiro desses capacetes e os disponibilizou ainda no primeiro semestre para cerca de 60 colaboradores que foram treinadas para sua utilização, e que depois serão multiplicadores da nova tecnologia em todo o estado.

Licenciado para produção no Brasil desde 2016, capacete com sensor elétrico da Copel pode agora ser comercializado nos Estados Unidos (foto: Divulgação Copel)

Telemedição

Outra linha de atuação que a área de inovação trabalha são os sistemas para telemedição dos dados de energia dos consumidores do Grupo A, pertencentes tanto ao mercado cativo quanto ao mercado livre de comercialização de energia. Esses sistemas são constituídos por equipamentos instalados junto aos medidores das unidades consumidoras, os quais enviam as informações de consumo para os softwares localizados nos servidores da companhia, a partir dos quais as informações são disponibilizadas para diferentes áreas da empresa, como faturamento, mercado, entre outras.

Além da obtenção das informações de consumo, os medidores inteligentes também possibilitam o monitoramento do uso da energia elétrica, emitindo alarmes quando situações anômalas ocorrem, contribuindo, assim, para a detecção de defeitos e procedimentos irregulares na medição e reduzindo as perdas comerciais da distribuidora. “Até o fim de 2018 registramos cerca de 95% das unidades consumidoras do grupo A telemedidas e monitoradas”, lembra Gustavo Klinguelfus. O projeto piloto para implantação das redes elétricas inteligentes foi o Paraná Smart Grid, justamento no intuito de aprimorar o processo citado acima, melhorando assim ainda mais a qualidade dos serviços e a capacidade de atendimento ao sistema elétrico e de telecomunicações.

A telemedição é baseada na topologia de comunicação chamada mesh ou “múltiplos saltos”, a mesma utilizada em diversos países do mundo, como Estados Unidos e Japão, que possui o maior projeto do tipo no mundo. Essa tecnologia utiliza sinais de rádio para comunicação entre equipamentos e possibilita que um aparelho sirva de “caminho” para outro na mesma rede, o que elimina a necessidade de comunicação direta entre o ponto de medição e o de acesso, como acontece com os celulares.

“Com a telemedição, quando há pontos de medição mais distantes, a informação salta entre os medidores, percorrendo um caminho que seria possível somente com a instalação de mais pontos de acesso”, comenta Gustavo. Outra vantagem é que esse tipo de solução evita as interferências no sinal que ocorrem quando há obstáculos entre o ponto de comunicação e o de acesso.

Automações e o futuro

De acordo com a Copel, o mercado oferece tecnologias que atendem aos critérios técnicos verificados na avaliação dos dados durante a realização dos projetos. No entanto, essas tecnologias ainda não se encontram padronizadas entre fornecedores, fazendo com que a empresa fique dependente do sistema proprietário implantado. As experiências obtidas foram fundamentais para a proposição dos projetos de Ipiranga e São José dos Pinhais, que envolveram, respectivamente, a automação de 5.200 e 127.000 pontos de medição de unidades consumidoras.

Quanto a automação da rede de média tensão, a mesma se configura como uma das principais ferramentas para a redução do tempo e da frequência de duração das interrupções. Os testes realizados foram fundamentais para a expansão do sistema nas cidades de Guaíra, Ponta Grossa, Maringá e Londrina.

A mesma filosofia também está sendo adotada no Projeto +Clic Rural, com a automação da área rural do Estado. Através da iniciativa também foram realizados estudos da microgeração por meio de fontes intermitentes e testes com veículos elétricos. As constatações estão sendo utilizadas para a conexão de novos acessantes e preparação da rede para o futuro que está por vir.