TCC Marcelo Siqueira

Universidade Federal do Pará

Instituto de Tecnologia

Faculdade de Engenharia Elétrica

IMPLANTAÇÃO DOS PROGRAMAS DE ANÁLISE DE REDES DO CEPEL NA ELETRONORTE.

Marcelo Siqueira da Silva - 04020002001

Membros da Banca Examinadora

Prof. Dr. Ubiratan Holanda Bezerra (Orientador)

Engº Daniel Augusto Martins (Co-Orientador)

Profa. Dra. Maria Emília de Lima Tostes (membro da banca)

Prof. Dr. Marcus Vinicius Alves Nunes (membro da banca)

Este trabalho tem como objetivo apresentar a metodologia utilizada para a

implantação dos programas de análise de redes do CEPEL (Centro de Pesquisas

de Energia Elétrica) na Eletronorte e as dificuldades técnicas, ergonômicas e

culturais encontradas na ativação desses programas, entre eles o Configurador de

Redes e o Estimador de Estados, abordando-os da seguinte maneira:

Apresentar a metodologia aplicada no desenvolvimento da implantação dos

programas e análise de redes do Cepel;

Fazer a apresentação dos parâmetros utilizados na configuração do Estimador de

Estado;

Apresentar as dificuldades de encontrar dados confiáveis para fazer a configuração

da rede.

As dificuldades de comissionar as funções de análise de redes antes da sua

entrega para operação industrial

Resumo

Diagrama Simplificado do Processo de Estimação

Considera nulos: Erros de Parâmetros, de Configurador e de medidas analógias.

Critério dos Mínimos Quadrados Ponderados: Considera todas as medidas erradas, ou seja, próximo do valor verdadeiro mas diferente dela por um erro desconhecido.

SAGE/EMS = SAGE/SCADA + SAR (Sistema de Análise de Redes)

O SAGE (Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia) é um sistema

computacional que executa as funções de gerenciamento de energia em sistemas

elétricos de potência. Suportado por uma arquitetura que contempla, em toda a sua

plenitude, as características de sistemas abertos:

A Modelagem EMS no SAGE

Portabilidade: Opera em diferentes plataformas de hardware e software.

Modularidade: Tornar simples a inclusão, eliminação e alteração de módulos ou mesmo de

novos Centros de Controle.

Interconectividade: Pode ser instalado e operado em plataformas de hardware heterogêneas,

com equipamentos de diferentes portes e fabricantes.

Expansibilidade: Pode crescer gradualmente. Pois a configuração física da rede é

transparente, permitindo a utilização de diversas tecnologias de rede

Escalabilidade: É usado em todos os níveis de supervisão e controle, desde sistemas locais,

centros regionais, centros de operação do sistema e até centros nacionais

A Modelagem EMS no SAGE

A base fonte do SAGE utiliza um modelo de dados relacional. Ou seja, uma base de

dados relacional é modelada através de entidades, atributos e relacionamentos entre

as entidades.

A Entidade é um ente abstrato que caracteriza um ponto fundamental para a

organização das informações em uma base de dados relacional, ou seja, é algo sobre

o qual se deseja armazenar informações;

O Atributo é o nome dado a uma característica da entidade, isto é, os atributos de

uma entidade definem as informações que se deseja armazenar sobre ela;

O Relacionamento é a maneira pela qual duas entidades estão associadas entre si.

A Modelagem EMS no SAGE

A Modelagem EMS no SAGE

Principais Arquivos do Configurador de Redes:

LIG.dat : Descreve a conexão de cada terminal dos equipamentos aos pontos de

conexão da estação.

SBA.dat : Corresponde a cada trecho dos barramentos da estação que podem ser

seccionados.

CNC.dat : Define conectores à estação, que são os equipamentos de manobra

constituídos por chaves seccionadoras e disjuntores.

LTR.dat : Apresenta as linhas de transmissão em uma estação.

EST.dat : Defini as estações em uma instalação, sendo ela o conjunto de

equipamentos que estão conectados a um mesmo nível de tensão.

CAR.dat : Corresponde à modelagem de uma linha de transmissão ou de um

transformador que foi desprezado do sistema de interesse.

Arquivos do Modelo EMS

Principais Arquivos do Programa Estimador de Estados :

PAS.dat : Definem relacionamentos entre os pontos de medição analógica com os equipamentos e as estações.

PDS.dat : Definem o relacionamento entre os pontos de medição digital com os

equipamentos e as estações.

REA.dat : Define os parâmetros do equipamento reator utilizado.

TR2.dat : Define os parâmetros do equipamento transformador de dois terminais.

TR3.dat : Define os parâmetros do equipamento transformador de três terminais.

CSI.dat : Define os parâmetros do Compensador Síncrono.

CSE.dat : Define os parâmetros do Capacitor Série.

CRE.dat : Define os parâmetros do Compensador Estático Controlável.

BCP.dat : Define os Parâmetros do Banco de Capacitor.

Arquivos do Modelo EMS

Arquivos do Modelo EMS

Parâmetros Necessários para Execução do Configurador de Rede:

Descrição Estática da Topologia da Rede Elétrica: Descreve a conexão entre os

equipamentos elétricos e de manobra.

Estado Atualizado das Chaves e Disjuntores: Apresenta o estado atualizado de

chaves e disjuntores atualizados pelo SCADA.

Modelo de Barras Referente à Execução Anterior: A cada execução,o

configurador de rede atualiza o modelo de barras a partir do modelo anterior.

Estados das Chaves e Disjuntores Referentes à Execução Anterior: Identifica

as chaves e disjuntores que sofreram alteração de estado desde a última execução

de programa.

Medidas Analógicas: É necessária para verificar a consistência dos equipamentos

que apresentam erros de topologia

Parâmetros do SAGE EMS

Interface Gráfica : Tela Controle de execuçãocontrolar a execução das diversas aplicações instaladas no sistema SAGE: Configurador, executar programa, Ativação(manual, evento ou periódica)

Parâmetros do SAGE EMS

Parâmetros do SAGE EMS

Tela Parâmetros do ConfiguradorInterface Gráfica :

Parâmetros do SAGE EMS

Unifilar de Ilhamento Interface Gráfica :

Parâmetros do SAGE EMS

Pontos Digitais Alterados pelo ConfiguradoInterface Gráfica :

Parâmetros Necessários para Execução do Estimador de Estado:

Modelo da Conectividade Elétrica: Apresenta os dados que descreve a

conectividade dos equipamentos do sistema elétrico, a partir dos estados digitais

dos equipamentos de manobra.

Dados dos Pontos de Medidas Analógica: Valores dos limites (operativos, físico e

de escala) dos pontos de medida analógica.

Dados Estáticos do Banco de Dados: apresenta os dados cadastrais acerca dos

parâmentos da rede elétrica e do sistema de telemedição.

Parâmetros do Estimador de Estados: indica os dados específicos para a

execução do Estimador de Estado (tolerâncias de convergências, números

máximos de interações e de reestimações. Etc.)

Parâmetros do SAGE EMS

Interface Gráfica : Tela Parâmetros do Estimador Estados

Parâmetros do SAGE EMS

Interface Gráfica : Sumário das medidas com Erros Grosseiros

Parâmetros do SAGE EMS

Interface Gráfica : Medidas Excluídas pelo Estimador

Parâmetros do SAGE EMS

Interface Gráfica : Alarmes do Estimador de Estados

Parâmetros do SAGE EMS

A Metodologia de Implantação no COR-PA

1º Opção: Utilização do próprio ambiente de operação em tempo

real para a implantação do SAR.

O ambiente SCADA já se encontrava em funcionamento e, portanto, seria natural utilizá-lo

como base e simplesmente adicionar a ele os dados e programas do SAR. Entretanto esta

abordagem não se mostrou eficiente. Encontramos grande dificuldade em utilizar ambiente de

operação para a implantação do SAR. As principais dificuldades são listadas a seguir:

Identificadores das variáveis.

Relançamentos freqüentes do sistema informático.

Modernização do SPCS da Empresa.

A Metodologia de Implantação no COR-PA

Identificadores das variáveis.

O identificador das variáveis ou TAG que é um conjunto de caracteres de

tamanho fixo (24 letras e números e alguns caracteres de pontuação) é utilizado então

para a localização de uma variável. O sistema não admite dois IDs associados a uma

variável ou duas variáveis associadas a um mesmo ID. Para que o ID faça o seu papel

de mnemônico é necessário então que ele possa ser lido e sua leitura possa se

utilizada para traduzir o nome de uma variável.

EX: GMBR602VBV (Tensão na barra II do pátio de 230 KV da Subestação de

Guamá).

A falta de padronização dos TAG’s tornou a implantação extremamente

dificil, tornando-se a maior fonte de erros na geração dos arquivos “CNC.dat” e

“LIG.dat”.

A Metodologia de Implantação no COR-PA

Relançamentos freqüentes do sistema informático.

Como o sistema em desenvolvimento exigia a inclusão de um grande

número de informações, os relançamentos do sistema tornava-se necessário

para o reconhecimento da nova base de dados. Entretanto, O SAGE não

admite, salvo pequenas e perigosas exceções, a alteração da base de dados

on-line e em tempo de execução. Assim, cada erro descoberto, por menor

que fosse, exigia que se refizesse todo o procedimento de geração da base

de dados off-line, sua transferência para o ambiente linux, sua validação em

ambiente de execução, parada e relançamento do sistema informático.

A Metodologia de Implantação no COR-PA

Relançamentos freqüentes do sistema informático.

Para se conseguir o relançamento de um centro de

operação é necessário seguir todo um ritual composto pela:

Emissão de uma “ordem de serviço - O.S.” no sistema SAP/R3;

Espera por sua autorização pelos operadores do sistema do centro de

operação regional;

Sua transferência para o Centro de Operação da Transmissão – COT

na sede da Empresa, sua transmissão ao Operador Nacional do Sistema

Elétrico – ONS com antecedência de alguns dias e, finalmente, sua

autorização. Além disso, um tempo que poderá tomar várias horas é exigido

pelo SAP/R3 na abertura e fechamento da O.S.

A Metodologia de Implantação no COR-PA

Modernização do SPCS da Empresa.

A empresa vem sofrendo uma completa modernização do seu sistema

de controle, proteção e supervisão - SPCS associado ao sistema elétrico.

Este projeto, denominado na Empresa como “RETROFIT”, nos obrigava a

efetuar alterações significativas na base de dados do sistema, com a

conseqüente adequação nos arquivos relativos ao EMS e toda a implicação

decorrente disto como relançamento do sistema testes de verificação das

alterações relativamente ao funcionamento dos programas de análise de

redes, principalmente ao configurador de estados e ao estimador de

estados.

A Metodologia de Implantação no COR-PA

2º Opção: Utilização de uma plataforma de desenvolvimento (mosqueiro) para a implantação do SAR:

Resolveu-se então montar uma plataforma informática específica para o

desenvolvimento e testes de implantação do SAR. Esta plataforma, na verdade,

se constituiu em um centro de operação completo, constituído do gateway

SAGE que passou a receber as informações relevantes ao SAR a partir dos

outros centros de operação. Neste ambiente, não mais sujeito as restrições de

relançamento, pode-se chegar a um funcionamento satisfatório dos dois

primeiros programas da cadeia SAR, o configurador da rede e o estimador de

estados.

A Metodologia de Implantação no COR-PA

3º Opção(ATUAL): Centralização do desenvolvimento na sede da empresa:

Após dois anos de trabalho notou-se que a Regional do Pará não era o único na Empresa a buscar a implantação da ferramenta. Como estes programas são tão mais eficientes quanto maior a abrangência do sistema elétrico coberta por eles verificou-se que, obviamente, estávamos realizando re-trabalho.

Novamente resolveu-se alterar o cenário e optou-se pela centralização do desenvolvimento e a implantação do sistema na sede da empresa.

Foi constituído então um grupo de trabalho permanente com a atribuição específica deste assunto e, de forma a não perder a oportunidade de oferecer a ferramenta, ainda que não satisfatoriamente pronta aos usuários, foram oferecidas réplicas deste sistema informático na Regional de forma que o trabalho foi reduzido a eventual troca da base de dados da plataforma de cada Regional.

Considerações Finais

A implantação dos Programas de Análise de Redes é um esforço antigo da Eletronorte para ter essas ferramentas em funcionamento e em pleno uso.

A Eletronorte ainda não sabe quando este modelo estará se executando no sistema central e até mesmo se esta migração vai acontecer.

Outro importante aspecto abordado é a preocupação com a garantia da manutenção e o pleno uso do Estimador de Estado, não só pelas equipes de Operadores, mas também por Engenheiros e Técnicos das áreas Normativas, Pós-Operação, Estudos Elétricos, Controle e Proteção.

A manutenção da base de dados e a atualização do configurador de redes sempre que um equipamento novo entrar em operação é importante para a não defasagem do programa.

Considerações Finais

Aumento da observabilidade do Sistema, principalmente nos níveis de

tensão de 69 kV; Inclusão da supervisão de grandezas elétricas de

instalações pertencentes a outros agentes de Geração e Transmissão

de fronteira como o Sistema CHESF, julgado como importantes para a

qualidade da estimação de estado.

Agradecimentos

A Deus por ter me concedido sabedoria e perseverança no decorrer

da construção deste trabalho.

Aos meus pais João Gomes da Silva e Vilma Siqueira da Silva pelo

carinho, amor, paciência, amizade e confiança depositada a minha pessoa.

A minha esposa Daniela Travassos pelo carinho, apoio,atenção, amor,

desde o tempo de cursinho.

As minhas irmãs Danielle, Márcia e Nila pelo apoio e companheirismo.

Ao Engenheiro Daniel Augusto Martins que na verdade foi mais que

um supervisor, pela orientação no desenvolvimento deste trabalho.

OBRIGADO!!!!