A subestação digital resolveu muitos problemas importantes. As arquiteturas de barramento de processo reduziram a fiação de cobre. A IEC 61850 melhorou a interoperabilidade. A fusão de unidades aproximou os dados de campo do ponto em que as decisões são tomadas.
No entanto, muitas concessionárias ainda gerenciam dezenas de dispositivos de proteção e controle espalhados por uma subestação. Cada um desses dispositivos tem um ciclo de vida. Ele deve ser projetado, configurado, testado, documentado, corrigido, monitorado e eventualmente substituído. À medida que as subestações se expandem, a quantidade de esforço necessária para gerenciá-las se expande junto com elas.
A maioria das concessionárias não está procurando uma filosofia de proteção radicalmente diferente. Eles estão procurando uma maneira mais simples de escalar a infraestrutura em que já confiam. A proteção virtualizada fornece uma solução inovadora para esse desafio. Em vez de hospedar funções de proteção em dispositivos dedicados, essas funções são executadas como software em plataformas de computação centralizadas. Os princípios de proteção permanecem os mesmos. Os padrões permanecem os mesmos. O que muda é a forma como essas funções são implantadas e mantidas.
Qual é a aparência da virtualização no campo
Imagine uma concessionária expandindo uma subestação construída há vinte anos.
Em uma abordagem convencional, funções adicionais de proteção geralmente significam hardware adicional, fiação adicional e infraestrutura adicional para suportá-las. Cada novo ativo aumenta o custo durante o comissionamento e cria outro ativo que deve ser mantido nos próximos vinte ou trinta anos.
Em uma arquitetura virtualizada, grande parte dessa expansão acontece com software em vez de infraestrutura física adicional. Isso não elimina o trabalho de engenharia. Os engenheiros ainda precisam configurar, validar e testar o sistema. Em vez disso, a adição de recursos se torna menos dependente da adição de equipamentos físicos.
A distinção pode parecer sutil, mas muda a forma como os projetos de modernização são abordados. Com o tempo, a conversa muda de “De que novo hardware precisamos?” e em direção a “Como queremos que o sistema opere?”
A economia real está fora do painel de relés
Menos relés tendem a chamar a atenção das concessionárias, mas são apenas uma parte da história. O maior impacto vem da redução de tudo o que envolve esses relés: os painéis que os abrigam, o cabeamento que os conecta, o espaço físico que ocupam e o esforço de ciclo de vida necessário para suportá-los.
Um relé adicional pode não importar muito, mas cinquenta deles geralmente importam.
As evidências dos projetos preliminares de proteção virtualizada da Siemens refletem esse impacto mais amplo. Os cálculos típicos de projetos associados ao SIPROTEC V, o sistema de proteção virtual da Siemens, mostram até 80% de economia de custos com cabos de cobre, redução de até 45% na área de proteção e controle do edifício, até 25% de economia nos custos do painel e até 20% de economia nos custos do ciclo de vida. Além disso, a execução do projeto também pode ser acelerada em até seis meses.
Esses números são importantes porque revelam o que as concessionárias estão realmente tentando alcançar: mais capacidade sem um aumento proporcional na carga operacional.
A modernização não requer uma ficha limpa
Talvez o aspecto mais prático da virtualização seja que ela pode ser adotada sem destruir a infraestrutura que já funciona. Algumas concessionárias ainda operam subestações convencionais construídas em torno de extensas arquiteturas cabeadas. Outros já investiram pesadamente em subestações digitais e comunicações por barramento de processo. Os projetos Greenfield enfrentam um conjunto totalmente diferente de decisões. A virtualização pode se encaixar em cada um desses ambientes, permitindo uma evolução gradual da arquitetura da subestação.
Em vez de substituir, as concessionárias podem introduzir a proteção virtualizada de forma incremental junto com a infraestrutura existente. Eles podem facilmente validar o desempenho antes de uma implantação mais ampla e se modernizar em um ritmo alinhado com seus requisitos operacionais exclusivos. Os investimentos existentes podem continuar sendo parte da solução, em vez de se tornarem obstáculos para ela.
Esse pode ser um dos maiores pontos fortes da virtualização.
A infraestrutura de serviços públicos evolui ao longo de décadas. As tecnologias bem-sucedidas raramente são aquelas que exigem a substituição imediata dos ativos existentes. Geralmente são aqueles que trabalham em conjunto com sistemas estabelecidos antes de mudar gradualmente a forma como esses sistemas são construídos.
Mais software não significa menos engenharia
Os engenheiros geralmente ficam céticos quando a virtualização entra em discussão, e por boas razões. Os sistemas de proteção protegem a infraestrutura crítica. As concessionárias ainda exigem desempenho determinístico, testes rigorosos e fortes controles de segurança cibernética. As expectativas não se tornam menos exigentes porque o software desempenha um papel maior. Na verdade, as expectativas se tornam maiores.
O que muda é a forma como esses requisitos são gerenciados.
As plataformas virtualizadas modernas centralizam funções como atualizações, gerenciamento de configurações, backup e restauração, monitoramento e controle de acesso. A Cybersecurity se torna parte da arquitetura em vez de ser abordada em um dispositivo por vez.
Igualmente importante, muitas plataformas de proteção virtualizada permitem que os engenheiros continuem usando fluxos de trabalho e ferramentas familiares em vez de forçar uma forma completamente nova de trabalhar. A adoção da tecnologia tende a ser muito mais rápida quando as pessoas não precisam abandonar tudo o que já sabem.
O que vem a seguir
A importância a longo prazo da virtualização não é que ela reduz o hardware. É que isso dá às concessionárias mais liberdade na forma como evoluem seus sistemas. Quando as funções de proteção e controle são dissociadas do hardware dedicado, as concessionárias ganham maior flexibilidade na implantação, teste, manutenção e expansão. Também fica mais fácil introduzir novos aplicativos que seriam difíceis de suportar em arquiteturas altamente distribuídas.
Esse é um dos motivos pelos quais as discussões sobre proteção virtualizada se sobrepõem cada vez mais às conversas sobre automação, análise avançada e inteligência artificial. As arquiteturas definidas por software criam oportunidades para colocar novos recursos mais perto de onde as decisões operacionais são tomadas, incluindo a integração de análises avançadas de IA. As ferramentas que usamos para lidar com a crescente demanda de energia continuarão evoluindo, mas, em última análise, os desafios subjacentes não.
As concessionárias precisam se expandir, modernizar e descarbonizar simultaneamente. Fazer isso com sucesso exigirá mais do que adicionar infraestrutura. Isso exigirá encontrar maneiras de simplificá-lo. A proteção virtualizada oferece um caminho para atingir esse objetivo: expandir a capacidade e, ao mesmo tempo, reduzir a complexidade necessária para suportá-la.
