Desafios da Transformação Digital e a Qualidade da Energia Elétrica

Por Gilson Paulillo*

Vivemos uma era de constantes transformações em muitos segmentos da sociedade. Diversos setores, impulsionados pelos avanços tecnológicos, associados às demandas da população e à força das mídias sociais, vêm passando por grandes transformações que, em geral, rompem com modelos de negócio tradicionais e impactam diretamente a vida de setores, segmentos, empresas e consumidores em seus diversos níveis. Exemplos não faltam em termos de novos modelos de negócios, novos produtos e serviços: serviços bancários digitais, novos meios e sistemas de pagamentos, serviços de streaming e de conteúdo, serviços de hospedagem e hotelaria, dentre outros.

Em uma sociedade cada vez mais conectada, engajada e ativa, que tem à sua disposição o acesso a qualquer conteúdo a um clique, a pressão sobre todos os demais setores convencionais acaba acontecendo de forma involuntária e natural. E, dentre os setores impactados, encontra-se o setor elétrico e, de forma mais específica, a Qualidade da Energia Elétrica em seu espectro mais amplo, ou seja, pelos aspectos relacionados à Qualidade do Produto, do Serviço e do Atendimento Comercial.

Impulsionado pelos mais diversos fatores, o processo de transformação digital encontra-se em grande expansão no setor, motivado pela busca por maiores índices de produtividade e aumento da eficiência operacional e, consequentemente, por maiores resultados técnicos e financeiros concomitantemente ao atendimento dos indicadores regulatórios; por outro lado, pela necessidade de explorar novos serviços, muitos dos quais em um ambiente não regulado, ao mesmo tempo em que buscar formas de engajar e fidelizar sua base de consumidores em seus diversos níveis – residenciais, comerciais e industriais.

Em um momento em que a Inovação é considerada o principal motor de crescimento e de geração de valor para as empresas de todo o mundo, os principais motivados para esse processo de transformação são:

• Indústria 4.0 – incorporação das principais inovações em automação, controle e informação, impulsionando a convergência entre os sistemas de operação e de informação;
• Automação e Sensoriamento da rede – forte expansão e incorporação de sistemas de monitoramento, automação, controle e sensoriamento na rede elétrica, associado às novas tecnologias de comunicação de larga escala, de baixo custo e em tempo real, proporcionando o aumento da observabilidade da rede;
• Geração Distribuída e Energias Renováveis – expansão das fontes renováveis de energia, seja na Transmissão e na Distribuição, com desafios importantes na conexão e operação de tais sistemas, em especial a sazonalidade e a variabilidade de tais fontes;
• Sustentabilidade e Meio Ambiente – as mudanças climáticas e seu impacto na sociedade em geral, com ampla discussão e engajamento de diversos setores, gerando mudanças importantes na matriz energética, na comercialização de energia e na opinião pública;
• Geração de grandes volumes de dados – a concretização da incorporação das tecnologias anteriores, associado à expansão do conceito de Internet das Coisas (IoT), proporciona a aplicação de técnicas de Inteligência Computacional – Analtics, Machine Learning, Inteligência Artificial, Big Data, etc. – para fins de geração de conhecimento e valor ao negócio da cadeia de GTDC;
• Mobilidade elétrica – motivado pelas discussões acerca da matriz energética pari passu ao desenvolvimento de tecnologias e inovação em termos de armazenamento de energia, trata-se de uma tendência irreversível, posto que diversos países já adotam posições definitivas em relação à incorporação desta tecnologia no dia-a-dia da sociedade;
• Armazenamento de energia – próxima onda de disseminação na rede elétrica para os próximos cinco anos, trata-se de uma tecnologia que estará incorporada ao setor, seja para atendimento das necessidades da própria empresa (suporte a tensão e reativos), seja para atendimento das necessidades do próprio consumidor.

Considerando apenas os aspectos acima, aos quais poderiam ser associados outros tópicos tecnológicos tais como microrredes, virtual power plant, portabilidade elétrica, comércio varejista de energia (já uma realidade na Europa e nos EUA), redes elétricas inteligentes (smart grids) e cidades inteligentes (smart cities), pode-se correlacionar com vários desafios técnicos importantes relacionados à QEE, a saber:

• Análise das variações de magnitude de tensão, de emissão harmônica e ressonância harmônica em função da introdução em larga escala de novas fontes de geração distribuída, principalmente solar, eólica, térmica a biogás, microturbinas e células a combustível etc.;
• Desenvolvimento de indicadores de desempenho estatísticos e limites associados à capacidade de hospedagem do sistema elétrico para fontes renováveis e que inclui todas as fontes de energia;
• Desenvolvimento de métodos de análise automática para tratar e gerar informação a partir do grande volume de dados gerados pela incorporação das Inovações na rede elétrica;
• Adoção de técnicas para identificar a emissão, propagação e mitigação de sinais de tensão e corrente em alta frequência, geradas a partir de equipamentos com interface eletrônica. Outros equipamentos que contribuem com emissões nessa faixa de potência incluem certos tipos de geradores eólicos, painéis solares fotovoltaicos, microturbinas, conversores tipo fonte de tensão e outros dispositivos DFACTS. O crescimento deste tipo de equipamento na rede demanda conhecer detalhadamente a emissão e a propagação da forma de onda de distorção em frequências superiores a 2 kHz;
• Análise de desempenho da rede elétrica no tocante aos aspectos relacionados à QEE por meio de métodos e técnicas de processamento de sinais, especialmente o processamento de grande quantidade de dados (Big Data), conforme mostra a figura 1 aplicada ao conceito de Smart Grids [1]:

• Sistemas de monitoramento de QEE, em tempo real e com acesso total liberador a todos os consumidores. Com a atual desenvolvimento tecnológico é imprescindível a implantação de tal sistema para atender todos os agentes – regulador, empresas e consumidores –, possibilitando-se demonstrar com confiabilidade e transparência a qualidade do serviço e do produto ofertado em todas as regiões do País.

Nesse contexto, verifica-se que a Transformação Digital tem impacto significativo nos negócios associados à energia elétrica, em particular nos aspectos relacionados à Qualidade da Energia nos próximos anos. Devido ao impacto técnico, econômico e regulatório associado, a área de QEE continuará sendo foco de grande interesse por parte de todos os agentes do setor elétrico – concessionárias, consumidores, fabricantes de equipamentos e órgãos reguladores –, caracterizando um ambiente complexo para as redes de transmissão e distribuição, bem como para comercialização e serviços, proporcionando novos desafios para estudos, pesquisas e inovações no contexto da Qualidade da Energia Elétrica.

Referências bibliográficas

• Paulillo, G., Ribeiro, P. et. all. “Aspectos da Qualidade da Energia no Contexto das Redes Eletricas Inteligentes (Smart Grids), SNPTEE, 2015.

*Gilson Paulillo é engenheiro, mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá (MG), tendo atuado diretamente com Inovação e Tecnologia aplicada ao setor elétrico, nas áreas de Qualidade, GD, Automação e Equipamentos. Atualmente, é diretor da GP Consult.