Proposal of a new protocol for smart metering [Not available in English]

Abstract

O conceito de redes inteligentes vem sendo adotado em todo o mundo, sendo uma das principais fontes de inovação que ocorreu no setor de distribuição de energia elétrica nas últimas décadas. Tendo em vista que esta é uma tendência para o futuro, surge uma lacuna de suma importância: o meio de comunicação e os protocolos a serem utilizados para os sistemas de medição remota. No caso do Brasil existe um protocolo aberto e normatizado para medidores de energia que é amplamente adotado há muito anos, o ABNT NBR 14522. Espera-se que o mesmo ocorra com protocolos e meios de comunicação para redes inteligentes brasileiras, e assim surgem esforços como o da normalização do protocolo SiBMA. Neste contexto, o presente artigo traz contribuições mostrando um caso específico em que se usou uma extensão do protocolo ABNT NBR 14522 sobre uma rede ZigBee para comunicação entre concessionária e medidores inteligentes. Além dos medidores, foram desenvolvidos nesse projeto outros dispositivos como mostradores e tomadas inteligentes que utilizam o mesmo meio físico para sua comunicação. Uma rede inteligente com cerca de 300 pontos foi demonstrada em um piloto no Centro Politécnico da UFPR em Curitiba. Index Terms-Smart Grid, Protocolos, Zigbee I. INTRODUÇÃONo Brasil a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) determina que as empresas concessionárias, permissionárias ou autorizadas de distribuição, transmissão e geração de energia elétrica devem aplicar anualmente um percentual mínimo de sua receita operacional líquida no Programa de Pesquisa e Desenvolvimento do Setor de Energia Elétrica, que tem vistas a incentivar a busca por inovações e fazer frente aos desafios tecnológicos do setor elétrico nacional [1].Dentro deste contexto, a Light SESA, uma das mais importantes concessionárias de energia do Brasil, iniciou um programa inovador de pesquisa e desenvolvimento de uma rede inteligente para tratar especialmente dos desafios presentes em sua área de concessão de distribuição de energia, além de prever futura integração de sistemas ainda incipientes no Brasil. O programa teve início em 2010 e término em 2014 e envolveu as instituições LACTEC, CPqD e CAS em uma parceria para o desenvolvimento de soluções completas fim a fim, e nesse trabalho será tratado pela nomenclatura de programa Light Smartgrid.Durante o projeto, os temas abordados foram: medidores inteligentes; canais de interação inovadores; sistema de gerenciamento pelo lado da demanda, com tomadas e eletrodomésticos inteligentes; tarifas diferenciadas e modos de pagamento customizados às necessidades dos clientes; micromedição de energia; medição integrada de água e gás no mesmo display inteligente de energia elétrica; arquitetura técnica segura e completa, que conta com mídias e protocolos de comunicação eficientes, segurança de dados e geração e transmissão de dados de maneira confiável, possibilitando o rastreamento e contando com o respaldo jurídico proporcionado pela certificação digital; redes de comunicação e estratégias de automação eficientes; sistemas especializ...

Securing Smart Metering applications in Untrusted Clouds with the SecureCloud Platform

“…In the Secure AMI application, the MDC remotely communicates with the smart meter (SM) through the aggregator (used to bridge the backhaul network into the wireless mesh network [1]), to convert the cryptography scheme to connect to the SMs through its protocol [7], and to insert this information as payload, so it can be sent to the meter. The MDC Application periodically sends requests to the SM in order to collect information stored in the database.…”

“…The phasor report is periodically sent (every 15 minutes) with all meter information required by the energy utility company. The communication between the meter and the MDC follows ABNT (Brazilian Association of Technical Standards) NBR 14522 [11] protocol, which is packed inside a proprietary protocol [7] defined for electricity metering system.…”

“…All smart meters manage their wireless communication with the aggregator (ZigBee stack mesh network) by acting as a router to the aggregator using a proprietary protocol [7]. Additionally they have their own digital certificates used on the authentication process.…”