A subestação digital resolveu muitos problemas importantes. Arquiteturas de bus de processo reduziram a fiação de cobre. IEC 61850 melhorou a interoperabilidade. A fusão de unidades aproximou os dados de campo do ponto em que as decisões são tomadas.
No entanto, muitos utilitários continuam a gerir dezenas de dispositivos de proteção e controlo espalhados por uma subestação. Cada um desses dispositivos tem um ciclo de vida. Deve ser concebido, configurado, testado, documentado, corrigido, monitorizado e eventualmente substituído. À medida que as subestações se expandem, a quantidade de esforço necessário para as gerir expande-se ao lado delas.
A maioria dos utilitários não procura uma filosofia de proteção radicalmente diferente. Estão à procura de uma maneira mais simples de escalar a infraestrutura em que já confiam. A protecção virtualizada fornece uma nova solução para esse desafio. Em vez de alojar funções de protecção 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 implementadas e mantidas.
Qual é a aparência da virtualização no terreno
Imagine uma concessionária a expandir uma subestação construída há vinte anos.
Sob uma abordagem convencional, funções de protecção adicionais significam frequentemente hardware adicional, cablagem adicional e infra-estrutura adicional para os apoiar. Cada novo ativo adiciona custo durante o comissionamento e cria outro ativo que deve ser mantido nos próximos vinte ou trinta anos.
Numa 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, adicionar capacidade torna-se menos dependente da adição de equipamento físico.
A distinção pode parecer sutil, mas muda a forma como os projetos de modernização são abordados. Com o tempo, a conversa muda de “Que novo hardware precisamos?” e em direção a “Como queremos que o sistema funcione?”
As poupanças reais estão fora do painel do relé
Menos relés tendem a chamar a atenção das concessionárias, mas são apenas uma parte da história. O impacto maior vem da redução de tudo o que rodeia esses relés: os painéis que os albergam, o cabeamento que os liga, o espaço físico que ocupam e o esforço do ciclo de vida necessário para os apoiar.
Um relé adicional pode não ter muita importância, mas cinquenta deles normalmente fazem.
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 redução nos custos do cabo de cobre, até 45% de redução na área de proteção e controlo do edifício, até 25% de redução nos custos do painel e até 20% de redução de custos do ciclo de vida. Além disso, a execução do projeto também pode ser acelerada em até seis meses.
Estes números são importantes porque revelam o que as concessionárias estão realmente a tentar alcançar: mais capacidade sem um aumento proporcional da carga operacional.
A modernização não requer uma lousa limpa
Talvez o aspecto mais prático da virtualização seja que ela pode ser adotada sem destruir a infraestrutura que já funciona. Algumas utilities continuam a operar subestações convencionais construídas em torno de extensas arquiteturas com fios. Outros já investiram pesadamente em subestações digitais e processam comunicações de autocarro. Os projetos Greenfield enfrentam um conjunto de decisões completamente diferente. A virtualização pode caber em cada um desses ambientes permitindo uma evolução gradual da arquitetura da subestação.
Em vez de rip-and-replace, os utilitários podem introduzir proteção virtualizada incrementalmente juntamente com a infraestrutura existente. Podem facilmente validar o desempenho antes de uma implementação mais ampla e modernizar-se a um ritmo que se alinhe com os seus requisitos operacionais exclusivos. Os investimentos existentes podem continuar a fazer parte da solução em vez de se tornarem obstáculos a ela.
Este pode ser um dos maiores pontos fortes da virtualização.
A infraestrutura de serviços públicos evolui ao longo de décadas. As tecnologias que têm sucesso raramente são as que exigem a substituição imediata dos ativos existentes. Normalmente são os que trabalham ao lado de sistemas estabelecidos antes de mudar gradualmente a forma como esses sistemas são construídos.
Mais software não significa menos engenharia
Os engenheiros são muitas vezes céticos quando a virtualização entra na discussão, e por boas razões. Os sistemas de proteção salvaguardam infraestruturas críticas. Os serviços públicos ainda exigem desempenho determinístico, testes rigorosos e fortes controlos de cibersegurança. As expectativas não se tornam menos exigentes porque o software desempenha um papel maior. Se alguma coisa, as expectativas tornam-se mais altas.
O que muda é a forma como esses requisitos são geridos.
As plataformas virtualizadas modernas centralizam funções como atualizações, gestão de configuração, backup e restauração, monitorização e controlo de acessos. A Cybersecurity passa a fazer parte da arquitetura em vez de ser endereçada a um dispositivo de cada vez.
Tão importante quanto isso, muitas plataformas de proteção virtualizada permitem que os engenheiros continuem a usar fluxos de trabalho e ferramentas familiares em vez de forçar uma maneira completamente nova de trabalhar. A adoção de tecnologia tende a mover-se muito mais rápido quando as pessoas não têm de abandonar tudo o que já sabem.
O que vem a seguir
O significado a longo prazo da virtualização não é que ela reduz o hardware. É que dá aos utilitários mais liberdade na forma como evoluem os seus sistemas. Uma vez que as funções de protecção e controlo estão dissociadas do hardware dedicado, os utilitários ganham maior flexibilidade na implementação, teste, manutenção e expansão. Também se torna mais fácil introduzir novas aplicações que teriam sido difíceis de suportar em arquiteturas altamente distribuídas.
Essa é uma das razões pelas quais as discussões sobre proteção virtualizada se sobrepõem cada vez mais a conversas sobre automação, análise avançada e inteligência artificial. As arquiteturas definidas por software criam oportunidades para colocar novas capacidades mais perto de onde as decisões operacionais são tomadas, incluindo a integração de análises avançadas de IA. As ferramentas que usamos para responder à crescente procura de energia continuarão a evoluir, mas, em última análise, os desafios subjacentes não.
As concessionárias precisam de expandir, modernizar e descarbonizar simultaneamente. Fazer isso com sucesso exigirá mais do que adicionar infraestrutura. Vai exigir encontrar maneiras de simplificá-lo. A protecção virtualizada oferece um caminho para esse objetivo: expandir a capacidade e reduzir a complexidade necessária para a suportar.
