Copel e Simepar desenvolvem sistema de IA para prever desligamentos por temporais

A Copel e o Simepar estão na fase final do desenvolvimento de um sistema que faz uso de inteligência artificial para prever impactos de temporais no fornecimento de energia elétrica para os mais de 11 milhões de clientes que a companhia atende no Paraná.

A aplicação se abastece com o histórico de informações das intempéries climáticas captadas pelas estações, satélites e radares meteorológicos do Simepar em todas as regiões paranaenses. No passo seguinte, faz o cruzamento dessas informações com os registros de desligamentos da rede da Copel dos últimos anos. A expectativa é de que o sistema esteja pronto até o início do próximo período de chuvas, que começa em outubro.

Os registros foram divididos em 19 categorias distintas de danos na rede elétrica causados por intempéries. O objetivo é calcular o número aproximado de consumidores que podem ser afetados por uma tempestade que se aproxima e, assim, agir preventivamente, na estratégia e no planejamento de atividades das equipes da Copel para o restabelecimento da energia com a maior rapidez possível.

“Essa é uma ferramenta muito promissora, porque ajuda a companhia a se preparar para restabelecer o fornecimento de energia com mais rapidez em caso de temporais”, avalia o presidente da Copel, Daniel Slaviero.

Ele destaca que a maior incidência de tempestades no Centro-Sul do Brasil é um dos efeitos das mudanças climáticas, o que amplia a relevância do sistema. “Na Copel, estamos empenhados em, por um lado, investir em projetos que minimizem o impacto ao meio ambiente e, por outro, nos prepararmos para, diante do impacto dos fenômenos já existentes, garantir o fornecimento de energia com qualidade à população”, afirma.

Grandes Temporais – Desde 2019, o número de tempestades no Paraná cresceu de maneira inédita, saltando de 12 temporais naquele ano para 24 em 2023. Somente entre outubro e dezembro do ano passado, o Estado foi atingido por 15 tempestades de grandes proporções ao longo de 12 semanas. Em algumas semanas o Paraná sofreu com mais de um evento climático severo.

Nos últimos anos, a incidência de raios também aumentou. Em 2021, foram registrados 406.922 raios no Paraná e, em 2023, 1.064.405, um crescimento de 161%, segundo o Simepar.

Para aprender os padrões das tempestades e indicar onde e como elas podem provocar desligamentos, o sistema de inteligência artificial processa informações sobre diferentes variáveis climáticas e estima potenciais impactos na rede elétrica. Assim, de um lado entram informações sobre rajadas de ventos, raios e intensidade das chuvas. De outro, saem as estimativas sobre os desligamentos e as diferentes causas, como possíveis rompimentos de cabos, avarias em postes e queima de equipamentos, dentre outros.

Ao trabalhar esse conjunto de dados, a aplicação aprende com acertos e erros e, assim, permite à Copel aprimorar a preparação para o atendimento a contingências que afetam os clientes. Além disso, torna possível dimensionar as equipes de forma mais precisa, disponibilizar reforços e organizar a logística necessária para minimizar o impacto da tempestade e, dessa forma, religar a energia com a maior rapidez possível.

O diretor de operação e manutenção da Copel, Júlio Omori, explica que com a IA o aplicativo faz hoje em minutos o trabalho que levaria dias até algum tempo atrás. Para obter essa capacidade de processamento, a Copel adquiriu um supercomputador, cedido ao Simepar. “É a tecnologia trabalhando a favor do nosso cliente”, destaca.

Previsão do Número de Imóveis Afetados – As informações são disponibilizadas em um portal na internet (com versão para celular), que é acessado pelos profissionais da Copel. Ao analisar os dados fornecidos pelo histórico de tempestades e de desligamentos, o sistema informa sobre o impacto de temporais em curto (1 a 3 horas) e médio (1 a 5 dias) prazos.

A IA indica o número de imóveis que podem ficar sem energia por região, por município e por área de atendimento da Copel. Tudo é apresentado de forma prática e visual, e os técnicos podem acompanhar as regiões mais críticas em um mapa interativo do Paraná.

“Em situações de maior risco, o sistema emite alertas que indicam a previsão do número de consumidores que pode ficar sem energia e a área que será atingida”, explica Marcos Vinícius de Oliveira Cardoso, gerente de pós-operação da companhia e líder do projeto. “Além disso, os alertas apontam se o evento será localizado ou se há possibilidade de alcançar uma área mais ampla”.

Este foi o caso, por exemplo, do dia 21 de março deste ano, data do último temporal de grandes proporções, que acabou por afetar, no conjunto final, mais de 640 mil consumidores em todo o Paraná. Nas vésperas, o sistema alertou para o risco de desligamentos que poderiam afetar no mínimo 450 mil clientes em todas as regiões, dos quais cerca de 100 mil somente no Oeste.

Além de estimar o número de clientes desligados, o sistema também apresenta informações sobre ventos (quantidade de rajadas e a velocidade delas), raios e a sua intensidade e precipitação. Comparando a magnitude dessas intempéries que se aproximam com situações anteriores, a IA calcula o impacto potencial.

Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento – O sistema faz parte de um projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) estruturado pela Copel em conjunto com o Simepar. Ao todo, a companhia está investindo R$ 10,89 milhões, recursos aplicados em duas etapas.

Na primeira fase, realizada entre 2020 e 2022, representantes das duas instituições uniram forças para desenvolver o sistema baseado em inteligência artificial para classificação automática de risco de desligamentos.

Em novembro de 2023, começou a segunda etapa do projeto, em que o sistema é colocado à prova. Seu desempenho é analisado e melhorias estão sendo feitas para que, em breve, ele possa receber, também, informações em tempo real sobre as interrupções de fornecimento de energia e alertas de descargas atmosféricas.

Outras melhorias estão previstas para esta nova etapa. Será possível, por exemplo, analisar desligamentos anteriores e calcular a probabilidade de uma queda de energia específica ter sido causada por um raio, o que pode ajudar a companhia a verificar locais e equipamentos mais vulneráveis.

Também será desenvolvida uma funcionalidade que mostra a aproximação detalhada de tempestades com incidência de raios e permite verificar se esta queda de raios tem chances de atingir a rede elétrica ou algum equipamento específico dela.

Para desenvolver estas ferramentas, a equipe do projeto fez o mapeamento de toda a rede de distribuição da Copel, que conta com mais de 200 mil km em todo o Paraná, identificando trechos específicos e os equipamentos automatizados que ajudam a indicar com precisão o local dos desligamentos.