A digitalização das subestações de energia começa a ganhar espaço nos planos de modernização da infraestrutura elétrica de Minas Gerais. A CEMIG está definindo padrões técnicos para viabilizar a implantação de sua primeira subestação digital na distribuição de energia. Na transmissão, o estado já conta com unidades totalmente digitalizadas que utilizam soluções da Siemens, principalmente em projetos fornecidos à ISA Energia.

As informações são de Osvaldo Foroni Jr., gerente de produtos da Siemens, que apresentou os avanços e as possibilidades de aplicação do Siprotec V, solução desenvolvida pela companhia para proteção e controle de subestações de energia. A tecnologia foi lançada no mercado brasileiro durante a 18ª edição do Seminário Técnico de Proteção e Controle (STPC), realizado entre 6 e 9 de outubro, no Minascentro, em Belo Horizonte.

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Segundo o executivo, a CEMIG também trabalha no fornecimento de subestações digitais por meio da CEMIG GT, responsável pela geração e transmissão de energia. A expansão desse modelo abre possibilidades para a utilização de tecnologias de proteção virtualizada, que substituem parte dos equipamentos físicos tradicionais por funções executadas em plataformas computacionais.

"A CEMIG está definindo os padrões para subestações digitais e, na sequência, colocando uma especificação técnica no mercado para viabilizar a primeira subestação digital. Isso vai abrir caminho para que, no futuro, mais unidades totalmente digitalizadas sejam implementadas no sistema de distribuição de energia", afirma Foroni.

Como funciona a tecnologia

O Siprotec V permite concentrar em uma única plataforma computacional funções de proteção e controle que antes eram executadas por até 60 dispositivos eletrônicos inteligentes, conhecidos pela sigla IEDs. Esses equipamentos são responsáveis por monitorar as condições da rede elétrica, identificar falhas e acionar mecanismos de proteção para evitar danos à infraestrutura.

Na configuração tradicional, diferentes dispositivos físicos ficam instalados em painéis e conectados por uma extensa rede de cabos. Com a virtualização, parte dessas funções passa a ser executada por software em servidores redundantes, preparados para manter a operação mesmo diante de determinadas falhas.

A mudança reduz a necessidade de equipamentos individuais, estruturas de suporte e cabeamento de cobre. Também permite maior flexibilidade para ampliar ou atualizar os sistemas sem depender da instalação de novos dispositivos físicos para cada função.

"O Siprotec V pode substituir até 60 relés ao mesmo tempo. Em uma subestação digital, isso significa diminuição do tempo de implementação da unidade e redução de custos, principalmente com cabeamento de cobre, canaletas e construção civil. A porcentagem dos ganhos vai depender do tamanho da subestação de energia", explica o gerente da Siemens.Nas projeções globais da companhia, a tecnologia pode proporcionar economia de até 80% no uso de cabos de cobre, painéis de controle 25% mais baratos e investimentos gerais 20% menores ao longo do ciclo de vida da instalação. A Siemens também estima que projetos com a solução possam ser concluídos até seis meses antes da média de instalações convencionais.

Transição energética e sustentabilidade

A digitalização das subestações está relacionada às mudanças na matriz energética. O crescimento da geração solar e eólica, além da expansão de sistemas de geração distribuída, exige maior capacidade de adaptação das redes elétricas.

Isso acontece porque fontes renováveis dependem de condições climáticas e podem apresentar variações na produção. Além disso, consumidores que possuem painéis solares podem também fornecer energia à rede, criando fluxos que exigem sistemas de proteção e controle mais flexíveis.

Nesse contexto, a virtualização permite atualizar funções por meio de software e integrar diferentes informações operacionais em uma mesma infraestrutura. A tecnologia também utiliza comunicação digital entre equipamentos, reduzindo a dependência de conexões físicas tradicionais.

"A expansão das fontes renováveis, como solar e eólica, e da geração distribuída torna o fluxo de energia mais variável e exige sistemas de proteção e controle mais flexíveis. A digitalização das subestações permite adaptar as operações com maior agilidade, além de integrar equipamentos e informações em uma mesma infraestrutura", avalia Foroni.

A redução do uso de materiais também é apontada como um dos benefícios ambientais. Segundo a Siemens, a substituição de parte do cabeamento de cobre por redes de fibra óptica e a diminuição dos painéis físicos podem reduzir a quantidade de materiais utilizados na construção e na modernização das instalações.

O executivo estima uma redução de 30% a 45% nas emissões de carbono, dependendo das características do projeto. Já o material de divulgação da empresa apresenta uma estimativa de até 30% para esse indicador.

Segurança e continuidade do fornecimento

A transferência de funções de equipamentos físicos para servidores também exige atenção à segurança dos sistemas. Como as subestações desempenham funções essenciais para o fornecimento de energia, falhas de comunicação, indisponibilidade de equipamentos e ataques cibernéticos representam riscos para a operação.

De acordo com a Siemens, o Siprotec V utiliza servidores redundantes, redes ópticas com mecanismos de tolerância a falhas e camadas de proteção cibernética. A empresa também destaca a importância de atualizações, controle de acessos e treinamento das equipes responsáveis pela operação.

"A virtualização não significa abrir mão da segurança, mas transferir a confiabilidade do componente físico isolado para a arquitetura do sistema. A resiliência é tratada por meio da redundância de servidores, redes ópticas tolerantes a falhas e barreiras cibernéticas multicamadas", afirma o gerente.

A proposta é permitir que as concessionárias tenham acesso a informações mais detalhadas sobre o funcionamento das instalações. Com diagnósticos e registros operacionais centralizados, as equipes podem identificar com maior precisão a origem de determinadas falhas e direcionar os trabalhos de manutenção.

Quais são os possíveis efeitos para o consumidor?

Embora o Siprotec V seja uma tecnologia aplicada diretamente à infraestrutura das subestações, os possíveis reflexos podem chegar ao consumidor por meio da operação da rede elétrica.

Um dos benefícios esperados é a capacidade de identificar e isolar falhas em trechos específicos, evitando que um problema localizado provoque interrupções em áreas maiores. A centralização dos dados também pode ajudar as concessionárias a identificar a origem de ocorrências e organizar o atendimento das equipes de manutenção.

Outro possível efeito está relacionado à eficiência dos investimentos. A redução de painéis, cabeamento e obras civis pode diminuir os custos de implantação e manutenção das subestações. Entretanto, eventuais reflexos nas tarifas dependem de diferentes fatores e das regras de regulação do setor elétrico.

"O consumidor não vai perceber a presença do Siprotec V na parede de uma subestação, mas sentirá seus reflexos na forma de uma rede elétrica mais resiliente, com restabelecimento mais ágil após tempestades e acidentes e uma infraestrutura capaz de suportar a entrada de energias limpas", conclui Foroni.

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A Siemens destaca que a tecnologia foi desenvolvida para acompanhar futuras atualizações de equipamentos e aplicações, inclusive com possibilidade de integração de ferramentas de inteligência artificial. A proposta é ampliar a capacidade de processamento de informações e a flexibilidade dos sistemas de proteção e controle das subestações.

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