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Interoperabilidade? OFDM? Esqueça isso (por enquanto)
Em comparação com a situação do passado recente, a engenharia de energia atual enfrenta novas situações. No mundo maduro, a energia é promovida como uma das necessidades humanas básicas. O comportamento normal da sociedade não pode ser garantido sem eletricidade. A política de redução das emissões de CO2 e o apoio financeiro significativo aos recursos renováveis estão levando à sua implantação maciça, com todos os impactos associados.
Anteriormente, a implantação maciça de sistemas verificados era realizada, ou seja, o desenvolvimento precedia a prática. Atualmente, a situação é oposta. A engenharia de energia espera pelo desenvolvimento técnico para enfrentar com segurança todos os estados operacionais. A situação é grave. Um colapso do sistema de energia na Europa Central com duração de mais de 10 dias, por exemplo, poderia comprometer seriamente o funcionamento de toda a União Europeia. Assim, podemos dizer que, até certo ponto, a engenharia de energia na Europa está permanentemente cinco dias à frente da declaração de uma emergência, com todos os seus impactos.
Portanto, temos uma situação de equilíbrio tensa e, além disso, estão surgindo novos requisitos para a implantação de medição automatizada e controle de carga. Apesar dessa medida positiva com impactos benéficos sobre o meio ambiente, ela não é suficiente para melhorar a situação do balanço energético. Em primeiro lugar, esses sistemas não são capazes de reagir à situação com rapidez suficiente. Em segundo lugar, as implementações em larga escala imporão um ônus financeiro ao sistema e é provável que enfrentemos uma falta de recursos para a implementação de tecnologias mais seguras (e talvez mais exigentes do ponto de vista financeiro).
As primeiras conclusões podem ser tiradas com base nos pilotos/rolamentos já realizados. O uso da operadora pública (ou seja, a transmissão de dados via GPRS) é problemático. As operadoras não são capazes de garantir a segurança do tempo de transmissão. Isso foi demonstrado com o colapso da transmissão durante os feriados de Natal (os SMSs foram entregues com muito atraso, as chamadas telefônicas não puderam ser realizadas devido à sobrecarga da rede). Se o principal critério for a economia operacional, o serviço de toda a área pode ser discutido apenas em nível teórico.
As linhas de energia existentes são, portanto, a única solução razoável para a transferência de dados. Os aspectos positivos da comunicação PLC definitivamente prevalecem, mas dois outros aspectos devem ser levados em conta. Em primeiro lugar, há restrições legais (nível de tensão de modulação e banda de frequência atribuída) e, em segundo lugar, há a possibilidade de transferência de dados por meio do canal de comunicação, que é a linha de energia, com todos os seus impactos físicos.
A verdade é que os governos se conscientizaram da situação tensa no setor de engenharia de energia, o que pode ser claramente visto pela emissão de muitos subsídios e concessões para trazer a solução desejada. No entanto, esses projetos têm a desvantagem de não funcionar do ponto de vista físico, ou eram muito caros. A causa principal desse problema é uma só: interoperabilidade.
A interoperabilidade é, sem dúvida, um objetivo desejável. Os sistemas atuais de troca de dados entre medidores, que não refletem as características do canal de comunicação e que são tecnicamente obsoletos, são inadequados e suas exigências quanto às características do canal de comunicação são quase letais. Esse foi o caso dos sistemas que usam modulação de banda larga OFDM para transferência de dados. É discutível usar essa forma de modulação na faixa de frequência dedicada de 9 a 132 kHz, em que as subportadoras individuais são comprimidas uma a uma e não causam interferência umas nas outras devido apenas à ortogonalidade do sistema.
A implementação padrão do DLMS significa que todas as subportadoras transferem partes individuais dos dados da mensagem transferida. Há quase 100% de probabilidade de que algum distúrbio atinja a frequência da subportadora, o que leva à perda de toda a mensagem.
Esse sistema é muito sensível a distúrbios, de acordo com testes e medições comparativas, e as primeiras instalações de sistemas baseados na tecnologia OFDM, como PRIME ou G3. Nas apresentações, faltam muitas informações importantes, como, por exemplo, a descrição da condição de transferência (tipo de canal de comunicação – cabo, aéreo, misto, idade etc.), o número de comunicações com medidores eletrônicos individuais (transferência de perfis de 15 m, atraso na realização do comando) e os resultados da implementação.
As medições comprovaram que os sistemas com essa comunicação OFDM são (especialmente em linhas mistas com instalações antigas) significativamente piores em comparação com a comunicação de banda estreita. Se forem usados métodos comuns utilizados em outros sistemas OFDM (maior distância de subportadoras e redundância de mensagens de dados ou de suas partes), esse é o caminho certo. Entretanto, uma redução significativa na taxa de transmissão é um resultado inevitável.
É necessário responder a uma pergunta fundamental: Precisamos de uma comunicação confiável e robusta ou rápida? Ambos os estados em um canal de comunicação tão limitado são mutuamente excluídos. Se respeitarmos as características físicas de um canal físico, teremos de considerar quais quantidades serão transferidas. A transmissão de todas as informações para o centro de controle e sua subsequente tomada de decisão é uma ideia utópica. Se levarmos em conta as regras físicas, é necessário escolher a abordagem oposta: distribuição do controle no nível mais baixo possível. Os medidores eletrônicos e seus concentradores de dados de controle não devem enviar itens de dados individuais, mas sim relatórios para o centro de controle. De acordo com os cenários preparados, eles devem ajudar o sistema a manter o estado operacional seguro.
A pesquisa e o desenvolvimento são a maneira de avançar e avaliar os erros. É necessário sair de uma solução única e definir com precisão os requisitos essenciais para atender a todas as necessidades dos participantes do sistema de energia, respeitando os requisitos de confiabilidade de transmissão e estabilidade do sistema. Se observarmos a criação de sistemas em outras commodities, veremos que a solicitação de interoperabilidade surge bem no final, depois que todas as solicitações técnicas são resolvidas. A engenharia de energia enfrentará um processo semelhante: em primeiro lugar, é necessário criar um sistema de transmissão de dados que reflita as características de transmissão do canal usado e as solicitações de tempo dos estados operacionais da rede de energia. Esse sistema pode se tornar padrão. Mas, infelizmente, está claro que não é possível seguir na direção oposta.