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A EXPERIÊNCIA DA CPFL NA IMPLANTAÇÃO DE
SISTEMAS DE RECONFIGURAÇÃO AUTOMÁTICA DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA (SELF HEALING)Wagner Seizo Hokama
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Quem somos... Após mais de 100 anos de história, a CPFL Energia se tornou uma empresa de energia completa, com negócios em distribuição, geração, comercialização de energia elétrica e serviços.
VisãoEnergia é essencial ao bem-estar das pessoas e ao desenvolvimento da sociedade. Nós acreditamos que produzir e utilizar energia de forma sustentável é vital para o futuro da humanidade.
MissãoProver soluções energéticas sustentáveis, com excelência e competitividade, atuando de forma integrada à comunidade.
Fonte: cpfl.com.br
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Quem somos...
Fonte: cpfl.com.br
Em 2017, a State Grid, maior empresa do setor elétrico do mundo, conclui a aquisição de 54,64% de participação acionária no Grupo CPFL Energia. A chegada da State Grid aumenta a capacidade de investimentos da CPFL Energia e reforça a sua posição consolidadora no setor elétrico.
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Evolução do Sistema Elétrico Brasileiro...
Fonte: Roland Berger Strategy Consultants
Forças que atuam no setor
Sistemas isolados Sistemas interligados Sistemas distribuídos e conectados
Geração Pequenas usinas Grandes usinas centralizadas
Matriz diversificadaPresença de GD
Municipalidades Redes de transmissão nacionais
Fluxo de energia bidirecional
Transmissão
Restrito a indústrias específicas
Processo de universalização
ProsumerConsumo
Poucas conexões Redes de distribuição municipais
Fluxo de energia bidirecionalRedes Inteligentes
Distribuição
© CPFL Energia 2009. Todos os direitos reservados.
Projeto Smart Substation:Pesquisar, especificar e desenvolver o conceito denominado Smart Substation, de funcionalidades avançadas e distribuídas, envolvendo a aquisição de dados, controle, manutenção, análise da atuação da proteção e qualimetria para subestações de distribuição de energia elétrica.
Iniciativas da CPFL em Smart Grids...
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Definição de Self-healing:
...um sistema compreendido por sensores, controles, comunicação e um avançado software que utiliza dados de tempo real para detectar e isolar defeitos e reconfigurar a rede de distribuição para minimizar impactos aos usuários.
YFA - Cooper Power
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Tipos de Self-healing:
Centralizada:
Semi-centralizada:
Distribuída:
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Tipos de Self-healing:
Centralizada:
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Tipos de Self-healing:
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Tipos de Self-healing:
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Tipos de Self-healing:
Self-Healing Distribuído Self-Healing Semi-Centralizado Self-Healing Centralizado
Princípio de Funcionamento Lógica nos controladores dos religadores
Lógica alocada no servidor de self-healing da região
Lógica no Centro de Controle regional
Tempo de reconfiguração Inferior a 10 segundos Inferior a 1 minuto (depende telecom)
Inferior a 3 minutos (depende telecom)
Utiliza o controlador padrão do religador? Atualmente sim Sim, via protocolo aberto (e.x. DNP
3.0)Sim, via protocolo aberto (e.x. DNP
3.0)
Característica do Sistema de Telecomunicações
Telecom que permita a troca de dados entre IEDs ou apenas por
sensores locais
Não demanda troca de dados entre IEDs
Não demanda troca de dados entre IEDs
Sistemas de Telecom aptos a trafegar os dados WiMax, Fibra Óptica, RF MESH GPRS, 3G, WiMax, Fibra Óptica,
RF MESHGPRS, 3G, WiMax, Fibra Óptica,
RF MESHSistema de telecom robusto entre a
SE e CO? Não Não Sim
Gateway do sistema de automação da SE? Não Sim Não
Custo comparativo $ $ $$
Fornecedores Noja, Cooper, Schneider e outros fornecedores de RA
Siemens, Schneider, Cooper e outros fornecedores de concentradores
CPqD (P&D), Siemens e outros fornecedores de sistemas
Status dos Projetos Pilotos Testado e já em uso operacional em algumas empresas do Grupo
Cooper – Testado, Siemens e Schneider - em avaliação
CPqD em fase de desenvolvimento, os demais ainda não testados
OBJETIVO:Avaliar vários aspectos do sistema de reconfiguração automática como o econômico, facilidade de operação e manutenção, integração com os sistemas existentes, mas principalmente quanto aos resultados de melhoria nos índices de continuidade.
ESCOPO:
•Tipo: Semi-centralizada
•Local de instalação: município de Campinas – SP
•Número de alimentadores: 4
•Número de religadores/chaves: 8 (2 fabricantes)
•Sistema de comunicação: Rádio Mesh
•Número de consumidores atendidos: 651(TAQ-08)+152(PNE-02)
•Número de cargas prioritárias: 4
•Número de circuitos recuperáveis: 4
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PoC do Self-Healing:
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PoC do Self-Healing:
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PoC do Self-Healing:Resultados da implantação, evento por evento:
Evento #1: 18/12/14 - 19:04Causa da Interrupção: Desligamento SE PaineirasAção do Automatismo: Nenhuma, pois o automatismo estava bloqueadoAção de correção: Operação foi orientada que não necessita bloquear o automatismo para manobras manuais.
Evento #2: 18/01/15 - 20:52Causa da Interrupção: Desligamento SE PaineirasAção do Automatismo: Nenhuma, pois o lado fonte e carga do NA 582478 estava invertido no YFA em relação ao campo.Ação de correção: Corrigido a configuração de todos os NA conforme verificado em campo pela nossa equipe de 15 kV
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PoC do Self-Healing:Resultados da implantação, evento por evento:
Evento #3:Data e Hora: 21/01/15 - 03:17Causa da Interrupção: Rompimento do Jumper na rede de distribuiçãoAção do Automatismo: Nenhuma, pois houve incoerência na medição de tensão entre os religadores 582504 e 943685, pois o faseamento entre eles não está correto Ação de correção: Verificado com a GA e SD a possibilidade de corrigir isso em campo. Confirmada essa inversão nossa equipe de 15 kV.
Evento #4:Data e Hora: 17/02/15 - 16:55Causa da Interrupção: Desligamento SE PaineirasAção do Automatismo: Nenhuma, pois houve falha de comunicação e medição de tensão.Ação de correção: Devido a não ativação do RBE nos religadores, implementado polling para medições estáticas a cada 10 segundos e criação de lógica para repassar a sinalização de falha de comunicação do driver Master para o Slave do YFA.
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PoC do Self-Healing:Resultados da implantação, evento por evento:
Evento #5:Data e Hora: 01/10/15 - 09:43Causa da Interrupção: Defeito em cabine de clienteAção do Automatismo:Sequência da manobra:
1. O automatismo partiu devido a uma falha na fonte PNE-02 (abertura da RA542648);2. O YFA mandou desligar a NF RA568036 para isolar a fonte com problema;3. Em seguida o YFA mandou alimentar o trecho isolado por outra fonte, fechando o NA RA582535
(NDA-09);4. Todavia, como existia uma falta neste trecho (Cabine do Shopping Galeria), a NA RA582535 abriu
por proteção;5. Em seguida o operador tenta fazer uma manobra por outra fonte, fechando a RA520031, porém
sem sucesso devido ao mesmo motivo;
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PoC do Self-Healing:Pontos de atenção e melhoria:
1. Analisando a lista de eventos do SCADA notou-se que dois operadores tentaram abrir a RA568036, não percebendo que o YFA já tinha iniciado a manobra automática. Também verificamos que o operador tentou manobrar o trecho desligado para o PNE-03 (via 520031), não percebendo que o YFA já havia tentado manobrar sem sucesso, devido à falha na cabine do cliente. Sugerimos que a sinalização “YFA em Atividade” seja colocada na tela de manobra, visando ampliar a atenção do operador;
2. A lista de eventos do SCADA não apresentou os eventos na sequência correta (falha de SOE). Sugerimos que os eventos oriundos do YFA sejam datados com o horário do evento
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Conclusões finais• Durante os testes, o tempo de resposta entre a detecção do defeito, a tomada de decisão e a
execução das manobras de recomposição da rede ficou registrado entre 30 e 40 segundos. Em termos de comparação, a CPFL verificou em seu histórico que uma sequência de operações semelhante realizada pelo operador via centro de operações antes da implantação do sistema de reconfiguração automática levou até 7 minutos para ser concluída (operadores novos);
• Os sistemas de reconfiguração automática atualmente disponíveis possuem algoritmos poderosos para análise de eventos e critérios para a tomada de decisão de manobras. Estes sistemas possuem interfaces de fácil configuração e ajustes, não necessitando de escrita de lógicas ou procedimentos de operação. A segurança da operação é totalmente preservada e verificada a todo instante antes de executar qualquer manobra, bastando para as equipes de manutenção a realização dos procedimentos de segurança já praticados normalmente;
• Além disso, sistemas de reconfiguração automática costumam trazer maior robustez para a rede, levantando pontos antes menos relevantes para a operação, mas que precisam ser verificados antes da colocação em operação do sistema, tais como inversão de fases, verificação de lado fonte/lado carga de equipamentos, parâmetros de comunicação, tais como tempos de varredura para atualização dos dados, banda morta dos pontos, etc
• Planejamento da rede de distribuição, visto que para tornar viável a implantação de um sistema de reconfiguração automática, se faz necessário um estudo de forma a interligar os alimentadores em pontos estratégicos.
