The Grid Guy: Como um portal DERM poderia mudar a rede elétrica?

Há um milhão de termostatos inteligentes em busca de um líder. E milhões desses dispositivos inteligentes estão na periferia da rede elétrica, gerando energia ou carregando, e todos aguardam orientação para um propósito maior.

Estou falando de recursos energéticos distribuídos (REDs), que abrangem uma vasta rede, da qual a maioria dessas instalações está conectada por medidores em residências e empresas ao redor do mundo. A rede elétrica poderia se beneficiar muito ao unir esses DERs em um ecossistema de serviços públicos que aumentaria a eficiência e a confiabilidade para todos os clientes.

O que esses milhões de DERs estão esperando é um portal ou um mercado os que gerencie para obter maior eficiência. Um portal de mercado de recursos energéticos distribuídos (DERM) poderia transformar essa rede desorganizada em uma estrutura centralizada trabalhando em uníssono para o benefício do sistema de energia elétrica. No entanto, isso é mais do que um problema de engenharia a ser resolvido; ele precisa de apoio do cliente e regulatório.

Esses ativos já estão disponíveis e, em sua maioria, são de propriedade de clientes finais de serviços públicos, e pesquisas mostram que a maioria dos consumidores está disposta a emprestar seus DERs por períodos de tempo para aliviar a demanda durante eventos de pico.

Ok, temos partes dispostas em ambos os lados. Como faremos isso? Estou mantendo tudo em um nível alto, porque todos nós sabemos que o diabo está nos detalhes. Isso exigirá muitas mentes brilhantes, mas estou confiante de que podemos tornar essa uma solução viável.

Existem alguns requisitos funcionais

De painéis solares em telhados e termostatos inteligentes a veículos elétricos e carregadores, todos são recursos potenciais que as concessionárias podem usar para garantir confiabilidade e operações mais tranquilas para a rede elétrica. As concessionárias de serviços públicos têm processos de conexão e programas para gerenciar DERs, e muitos clientes estão se inscrevendo nos programas. Para facilitar operações mais amplas do mercado de DER, como o que é proposto na Ordem FERC 2222, precisamos de um portal de mercado que conecte os dados de DER com segurança.

Um portal de mercado é muito mais do que controle operacional de termostatos inteligentes e outros DERs. Também oferece suporte ao gerenciamento de programas DER de clientes e concessionárias, serviços de campo e análises de back office que otimizam a regulamentação da rede. Um Sistema de Gerenciamento de Recursos de Energia Distribuída (DERMS) dá à concessionária a capacidade de visualizar, modelar, despachar e controlar todos os DER conectados ao seu sistema.

Como acabei de mencionar, um DERMS completo de nível empresarial deve oferecer suporte aos seguintes requisitos funcionais:

1. Operações
2. Análises
3. Gerenciamento de programas
4. Gerenciamento de dispositivos DER
5. Serviço de campo

Combinadas, essas funções são habilitadas com uma infraestrutura que pode coordenar ativos de energia distribuída em uma ampla área, tão grande quanto um operador de sistema independente (ISO) ou uma organização regional de transmissão (RTO). As nove ISO/RTOs nos EUA são onde cada portal DERM idealmente deveria residir. Operações comerciais semelhantes são necessárias na Europa.

Os órgãos reguladores precisam participar

A transição para a criação de um portal DERM deve ser fácil, e a Comissão Federal de Regulamentação de Energia (FERC) está ajudando. A ordem FERC 2222 nos dá a oportunidade de criar esse ambiente. Essencialmente, com a 2222, a FERC está abrindo o mercado atacadista para os DERs. As comissões de serviços públicos (PUCs) estaduais precisam seguir o exemplo e possibilitar que os DERs se conectem a cada rede elétrica local.

Um dos maiores desafios será criar um fluxo de valor de volta para a concessionária. As jurisdições locais e as PUCs estaduais são partes importantes dessa potencial monetização para os serviços públicos. Os reguladores precisam fornecer incentivos para que as concessionárias criem programas que beneficiem os clientes e façam com que valha a pena para ambos os lados participarem.

Embora os DERs maiores possam participar diretamente, como uma grande instalação de armazenamento de baterias, a maioria dos DERs são pequenos e precisam de serviços públicos para integrá-los à rede. Somente agregando os milhares de DERs espalhados por um território de serviço em uma rede coesa as concessionárias podem aproveitar as eficiências que esses dispositivos podem oferecer.

Milhares de clientes possuem esses ativos e controlam o desempenho desses dispositivos. As concessionárias precisam do consentimento do cliente para controlar os DERs durante algumas horas para evitar uma restrição da rede que reduzirá a carga, regulará a voltagem, economizará energia e, por fim, aumentará a confiabilidade. As políticas regulatórias integram uma parte crítica da equação. Com incentivos para criar programas de baixo custo, as concessionárias de serviços públicos permitirão que os clientes participem do mercado atacadista de eletricidade e criem valor adicional para os investimentos dos clientes e das concessionárias.

Gêmeos digitais

O setor de manufatura tem usado gêmeos digitais há vários anos para prever manutenção e testar ideias de como uma máquina ou um processo pode funcionar no mundo real. Esses gêmeos digitais são uma cópia virtual de um objeto físico e nos dão a capacidade de ver o que pode acontecer em diferentes ambientes.

Alguns fabricantes até começaram a realizar simulações de gêmeos digitais em parques eólicos para descobrir como a topografia local pode afetar a capacidade de geração. Acredito que está na hora de o setor de serviços públicos incorporar gêmeos digitais. Essas representações virtuais de DERs reais ajudariam com modelos de previsão e forneceriam um "isolamento" virtual para validação e segurança cibernética entre os dispositivos de propriedade do cliente e os sistemas operacionais críticos da concessionária.

Com um modelo de previsão de gêmeos digitais, as empresas de serviços públicos podem determinar com maior certeza quantos DERs podem ser necessários em cronogramas de demanda do dia seguinte. A geração também pode ser ajustada com base nesses modelos e contingências da rede.

As concessionárias não devem abusar das permissões que os clientes estão generosamente dando para se conectar com seus DERs. Gêmeos digitais favorecem uma ideia mais exata do número e da duração de DERs que podem ser necessários para futuros eventos de pico. Um toque mais leve nos dispositivos de todos seria muito apreciado e mais sustentável a longo prazo.

Se não fizermos nada, corremos o risco de interrupção da rede elétrica devido a vários problemas: fluxo de energia reverso, sobrecarga, oscilações de tensão, tudo isso resultando em perda de serviço para os clientes. Com um mercado de DER que se comunica com DERs e incorpora tecnologia para previsão de precisão, há um enorme benefício aguardando o setor de serviços públicos e seus clientes.

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