Um gêmeo digital da rede elétrica da Finlândia é a aposta do futuro da infraestrutura
Graças ao ELVIS, o gêmeo digital da rede elétrica, o futuro se encontra apenas ao simples toque de um botão.
Rede elétrica da Finlândia vai revolucionar investimento em infraestrutura.
No momento em que Jussi Jyrinsalo, vice-presidente sênior do operador de sistemas de transmissão da Finlândia, Fingrid.
Que coordena os futuros investimentos, a situação atual e futura da rede elétrica da Finlândia está ao alcance de seus dedos.
Leia também:
8 megatendências do mercado de trabalho
Fórum Siemens abordou eMobilidade e dezenas de soluções inovadoras
Turbinas eólicas e a gás da Siemens ganham mais eficiência
Como era antes do gêmeo digital ELVIS
O planejamento dos investimentos futuros da rede elétrica da Finlândia no passado era assim:
80 por cento de coleta e verificação de dados, 20 por cento de análise.
“Eu tive de sair e perguntar a todos:
“Você tem algumas projeções que devem ser incluídas para obter um modelo de rede elétrica do futuro?”.
Lembra Jussi Jyrinsalo.
Jussi Jyrinsalo – Fingrid
“Todo engenheiro teria seus próprios modelos e nós coletaríamos os pedaços e incluiríamos as partes que estariam completamente faltando.”
Foram necessárias semanas, meses e muita paciência para combinar estes dados com êxito, de modo a obter uma visão completa da situação futura e das necessidades da rede elétrica do país.
Dados preditivos para 2025
Para o mesmo exercício de hoje, Jyrinsalo, vice-presidente sênior da Fingrid encarregado dos serviços e do planejamento da rede elétrica, basta simplesmente apertar um botão.
“Se eu quiser um modelo de previsão de 2025, eu o recebo imediatamente — com todos os dados disponíveis incluídos, porque todos agora são alimentados no mesmo sistema.”
O modelo de rede elétrica digital, apelidado de “gêmeo digital”, reverteu as cotas de carga de trabalho do passado.
A coleta e a verificação de dados não representam mais do que 20% do tempo, enquanto 80% dele permanecem para a tarefa crucial de análise.
“Isto significa que os engenheiros têm mais espaço para fazer o que fazem melhor: planejar a rede elétrica da maneira mais transparente.”
Vídeo Digital Substation.
Planejando para os próximos 25 anos
E este tempo extra é bem necessário, já que o desenvolvimento da rede elétrica da Finlândia se tornou muito mais elaborado ao longo dos anos.
No país, como em outras partes do mundo, o aumento da energia descentralizada e renovável tornou mais difícil equilibrar o sistema de energia a cada hora.
“Ainda podemos fazer isto hoje, mas que tal daqui a cinco ou dez anos, quando mais e mais usinas de energia tradicionais forem substituídas por fontes flutuantes como a energia eólica e a solar?” Pergunta Jyrinsalo.
E ele já sabe a resposta:
“Temos de agir agora e desenvolver a rede elétrica de maneira apropriada.”
Aqui é onde entra o modelo de rede elétrica digital:
O modelo está vinculado a dados de gerenciamento de ativos, assim como a medições passadas e em tempo real. Junto com estudos econômicos que preveem a produção de energia e o consumo horário futuros;
Jyrinsalo utiliza o gêmeo digital para desenvolver uma série de cenários de investimento, levando em consideração diferentes estruturas políticas.
O planejamento
É assim que começa o planejamento concreto da rede elétrica.
“Por exemplo, todos os cenários preveem que precisaremos de mais capacidade nas linhas de transmissão norte-sul — foi aí, então, que decidimos investir primeiro”.
No momento em que estas linhas são construídas, outras tendências se tornarão mais claras, abrindo o caminho para o próximo estágio no desenvolvimento da rede elétrica.
A Finlândia pode ser um país comparativamente pequeno, porém suas linhas de transmissão somam 14.600 quilômetros.
Cerca de 50.000 torres de linhas de transmissão estão representadas no gêmeo digital, assim como condutores que, juntos, atingiriam 2,5 vezes em todo o mundo.
Além disso, a rede elétrica do país faz parte de um sistema de transmissão nórdico e europeu, o que também transforma as importações e exportações de energia em parte da simulação.
“E podemos calcular para um futuro tão distante quanto daqui 25 anos”, sorri Jyrinsalo.
O gerenciador de modelos de rede digital é uma verdadeira máquina do tempo, que impulsiona a Fingrid para o futuro.
Decisões no valor de €1 bilhão
Esta máquina do tempo, desenvolvida em conjunto pela Fingrid e pela Siemens;
Contém um gerenciador de modelos de rede Siemens PSS®ODMS, bem como uma solução de análise de redes Siemens PSS®E.
“Nós já tínhamos um sistema digital PSS®E que foi altamente elogiado”, lembra Jyrinsalo.
“Porém, os dados ainda se encontravam em silos separados, uma razão pela qual decidimos desenvolver um novo sistema”.
Michael Schneider, diretor da Siemens Power Technologies International (PTI), considera a criação do gêmeo digital apelidado de “ELVIS” (abreviatura de Electric Verkko Information System – Sistema Verkko de Informações Elétricas) — como um exemplo perfeito para a co-criação, com a Siemens transformando a visão de Fingrid em realidade.
Desde a instalação do gêmeo digital há dois anos, o Fingrid está coordenando cerca de €1 bilhão em investimentos, utilizando como base esta “única fonte de verdade”.
“O modelo”, diz Jyrinsalo, “é até 100 vezes mais detalhado do que o antigo, o que significa que as decisões são muito mais baseadas em fatos do que antes.
Não precisamos mais depender de qualquer tipo de intuição”.
O segredo está nos dados.
A Fingrid, desde o início, decidiu digitalizar a rede elétrica finlandesa.
Hoje, a rede elétrica inteligente é o pré-requisito para a precisão do modelo de rede elétrica digital.
Cada vez mais sensores fornecem dados de equipamentos em tempo real, formando uma enorme entrada de big data alimentada diretamente no sistema.
A saída visualizada revela a complexidade dos dados:
Os mapas coloridos contribuem para uma fácil visualização, contribuindo para a otimização dos investimentos na rede elétrica, cada qual valendo dezenas de milhões de euros.
Além disto, as interfaces padronizadas oferecem a chance de incluir mais dados no futuro;
Bem como uma eventual conexão com sistemas baseados em nuvem, como o Siemens MindSphere.
Rentável e confiável
A qualidade dos dados e de todo o sistema é testada diariamente, já que o gêmeo digital é utilizado não apenas para planejamento de investimentos, mas também para operações e gerenciamento de ativos.
“Quando planejávamos a reforma de subestações”, explica Jyrinsalo, “no passado, estas decisões eram baseadas apenas na idade das subestações.
Hoje, no entanto, temos muito mais informações sobre a condição real de cada subestação, para que possamos planejar de acordo com as necessidades reais.”
E esta é uma nova forma de planejamento que garante eficácia de custo e alta confiabilidade da rede elétrica, atualmente medida em 99,9996%.
Próxima etapa
Enquanto o ELVIS permanece, por enquanto, um modelo de engenharia da rede, Jyrinsalo já está pensando na próxima etapa.
Ele gostaria de ver as previsões futuras de transmissão por hora, que atualmente são tratadas por um programa separado de simulação de mercado, bem como são integradas e alimentadas diretamente no modelo de planejamento para revelar potenciais deficiências na rede elétrica.
A Fingrid também está construindo, atualmente, um hub de dados que coletará dados de medidores inteligentes digitais em toda a Finlândia.
Quando o hub estiver em operação, estes dados fornecerão valor adicional, tornando o gêmeo digital ainda mais preciso.
“Para todo operador de redes hesitante em introduzir um gêmeo digital”, aconselha Jyrinsalo, “eu digo:
‘Não espere mais.
Vá em busca dos frutos mais leves primeiro e depois cresça pouco a pouco.
A hora de começar é agora — você pode fazer isso.’”
Créditos: Marc Engelhardt
Marc Engelhardt faz reportagens em Genebra de notícias da ONU e de negócios
Crédito da foto: Siemens AG, Fingrid Oyj