Uma revisão sistemática da literatura a respeito do uso da tecnologia de comunicação 5G na infraestrutura de comunicação das aplicações de resposta à demanda e de infraestrutura de medição avançada em smart grids

Abstract

A demanda de energia elétrica cresce a cada dia, porém além da demanda há a necessidade do aumento na variedade e qualidade dos serviços provenientes do setor de energia elétrica. Uma solução para fazer essas melhorias é transformar as redes de energia elétrica convencionais em smart grids. Dentro da gama de aplicações da smart grid estão a infraestrutura de medição avançada e a resposta à demanda. A infraestrutura de medição avançada é geralmente a primeira aplicação a ser desenvolvida pelas concessionárias de energia, isso se deve ao fato que a aplicação fornece um fluxo bidirecional de informações entre consumidores e concessionária. Para fornecer esse fluxo bidirecional a infraestrutura de medição avançada é composta por componentes que podem ser desde sensores, sistemas de monitoramento, medidores inteligentes, até mesmo softwares, sistemas de gerenciamento de dados e redes de comunicação. Já a aplicação da reposta à demanda usa do fluxo bidirecional que a infraestrutura de medição avançada fornece para trocar informações em tempo real entre os consumidores e concessionária, essa troca de informações tem como objetivo diminuir o consumo de energia elétrica em horários de pico, diminuindo assim a demanda total do sistema. Porém para que seja possível a implementação das aplicações é necessária uma infraestrutura de comunicação e a escolha de tecnologias de comunicação que consigam fornecer os requisitos que as aplicações exigem. Recentemente, no ano de 2018, a tecnologia de comunicação 5G começou a ser comercializada no mundo, e ela surgiu com a proposta de revolucionar vários setores da indústria, inclusive o setor de energia, pois ela promete oferecer requisitos que as demais tecnologias não conseguem fornecer. Diante dessas informações que o objetivo desta revisão sistemática da literatura (RSL) foi desenvolvido. Essa RSL identificou estudos que a academia está produzindo sobre as aplicações de resposta à demanda e a infraestrutura de medição avançada no contexto das smart grids, utilizando o 5G como escolha de tecnologia de comunicação. A partir dos estudos foi identificado quais desafios que as aplicações de resposta à demanda e a infraestrutura de medição avançada impõem nas smart grids no ponto de vista de infraestrutura de comunicação e se esses desafios podem ser solucionados com o uso da tecnologia de comunicação 5G.

The demand for electricity grows every day, but in addition to the demand there is a need to increase the variety, and quality of services from the electricity sector. One solution to making these improvements is to transform conventional electricity grids into smart grids. Within the range of smart grid applications are advanced metering infrastructure and demand response. Advanced metering infrastructure is usually the first application to be developed by utilities, this is since that the application provides a bidirectional flow of information between consumers and utility. To provide this bidirectional flow, the advanced metering infrastructure is composed of physical and virtual components that can range from sensors, monitoring systems, smart meters, even software, data management systems and communication networks. The demand response application, on the other hand, uses the bidirectional flow that the advanced metering infrastructure provides to exchange information in real-time between consumers and the utility, this exchange of information aims to reduce electricity consumption at peak times, thus reducing the total system demand. However, for the implementation of applications to be possible, a communication infrastructure and the choice of communication technologies that are able to provide the requirements that the applications demand is necessary. Recently, in 2018, 5G began to be commercialized in the world, and it came up with the proposal to revolutionize several sectors of the industry, including the energy sector, as it promises to offer requirements that other technologies cannot provide. In view of this information, the objective of this systematic literature review (RSL) was developed. This RSL identified studies that the academy is producing on demand response applications and advanced metering infrastructure in the context of smart grids, using 5G as a communication technology choice. From the studies, it was identified which challenges demand response applications and advanced metering infrastructure impose on smart grids from the point of view of communication infrastructure and whether these challenges can be solved using 5G communication technology.