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Apresentação: Natalia Fernandes e Yona Lopes

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Smart Grid para o Sistema Elétrico – Motivação, Implantação e Desafios em TI, Redes e Telecomunicações. Natalia C. Fernandes (UFF), Yona Lopes (UFF), Flávio G. Calhau (Petrobrás/UNIFACS), Carlos A. Malcher (UFF) e Joberto S. B. Martins (UNIFACS). Apresentação: - PowerPoint PPT Presentation

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Slide 1

Smart Grid para o Sistema Eltrico Motivao, Implantao e Desafios em TI, Redes e Telecomunicaes

Natalia C. Fernandes (UFF), Yona Lopes (UFF), Flvio G. Calhau (Petrobrs/UNIFACS), Carlos A. Malcher (UFF) e Joberto S. B. Martins (UNIFACS)

17/10/2013

Apresentao:

Natalia Fernandes e Yona Lopes

IEEE Smart Grid Workshop

Modernizao da rede eltrica Novo modelo

O que Smart Grid

Fang, X., Member, S., Misra, S., & Xue, G. (2011). Smart Grid The New and Improved Power Grid: A Survey. Power, (99), 137. doi:10.1109/SURV.2011.101911.00087

Infraestrutura

Gerao

Transmisso

Distribuio

reas Chaves

Microgrid

Veiculo eltrico

Sensoriamento da rede e medidores inteligentes:

Comunicaes integradas:

Fontes de energia alternativas

Sistema de Gerenciamento

Sistema de proteo

Aplicaes Tpicas:

Power Distribution Management (DM)

Distribution Automation (DA)

Outage Management (OM)

Demand Response (DM) / Demand Side Management (DSM)

Advanced Metering Infrastructure (AMI) Asset Management (AM)

Padres e Tecnologias de Comunicao

Open Smart Grid Protocol (OSGP )

Distributed Network Protocol (DNP3)

Inter-control Centre Communications Protocol (ICCP)

Protocols Driving Smart Grid Interoperability (OPC)

IEC Standards (International Electro technical Commission)

Common Information Model IEC 61970

IEC 61850

IEC 62351 Security

C12.22 & C12.19

Redes e Smart grid

IEEE 802.3 (Ethernet)

IEEE 802.11 (Wi-Fi)

IEEE 802.15.1 (Bluetooth)

IEEE 802.15.4 (Zigbee)

IEEE 802.16 (WiMax)

Novas??? WDM GMPLS DCN SDN ...

Como controlar a smart grid

Smart Grid - Como controlar uma rede com vrios dispositivos e com alta complexidade?

Necessidade de Modelagem-

Norma IEC 61850

Benefcios e Desafios

Eficiencia, Confiabilidade, Integrao de ponta, Reduo de custos e reduo de emisses de carbono

Concluses

Agenda Geral

Sistema Eltrico de Potncia

Smart Grids

A norma IEC 61850

Concluso

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Vamos aumentar a agenda? Tirar? Colocar subtpicos?

Rede eltrica - 40 min - YonaSmart Grids - 1:00 -NataliaIEC - 40 - YonaConcluso - 10 -Natalia

Smart Grid para o Sistema Eltrico Motivao, Implantao e Desafios em TI, Redes e Telecomunicaes (Vamos manter o ttulo?

Introduo

17/10/2013

Qual o objetivo do Sistema Eltrico de Potncia?

Atender ns consumidores entregando energia com eficincia e confiabilidade durante o maior tempo possvel!

Como gerada a energia que chega nossa casa?

Como essa energia chega nossa casa?

IEEE Smart Grid Workshop

Introduo

17/10/2013

Conjunto de usinas, subestaes, linhas de transmisso e outros equipamentos que possibilitam a gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica

GERAO

TRANSMISSO

DISTRUIBUIO

IEEE Smart Grid Workshop

O Sistema Eltrico existe com o nico intuito de suprir seus consumidores com a maior confiabilidade e continuidade de servio que puder, para que tudo ocorra como desejado necessrio existir uma filosofia de proteo atrelada a este Sistema.

Qual a estrutura bsica desse sistema?Como funciona?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Estrutura Bsica

17/10/2013

...

Subestaes de Gerao 12 24 kV

IEEE Smart Grid Workshop

a gerao, onde certo tipo de energia transformado em energia eltrica; a transmisso, onde a energia eltrica transportada em altas tenses; e a distribuio, onde a energia distribuda ao consumidor final em baixas tenses.

Aps a gerao da Energia Eltrica, necessrio que exista um meio de transporte que leve a eletricidade aos centros consumidores por um ou mais caminhos. As Linhas de Transmisso e Subtransmisso tm essa funo, e a proteo deste tipo de sistema torna-se primordial para que acontea o consumo de energia em todo e qualquer lugar.

. As redes de energia tradicionais so geralmente utilizados para transportar energia de poucos geradores centrais para um grande nmero de utilizadores ou clientes.

Em contraste, o SG utiliza fluxos bidirecionais de eletricidade e informaes para criar uma rede de distribuio de energia avanado automatizado e distribuda

Rede Brasileira

SIN- Sistema Interligado Nacional

ONS Operador Nacional do Sistema eltrico

Coordenao e controle da operao das instalaes de gerao e transmisso de energia eltrica no SIN

ANEEL Agncia Nacional de Energia Eltrica

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Colocar nomenclaturas? SIN etc...

A DEC indica o nmero mdio de horas que um consumidor fica sem energia eltrica durante um perodo, geralmente mensal. A FEC mostra a freqncia mdia de interrupes nos consumidores, o que inclui residncias, unidades comercias, unidades industriais, entre outros. A Figura~\ref{dec-fec}\footnote{O valor limite especificado pela ANEEL.

Valores apurados acima desse limite implicam em punies s empresas responsveis.} mostra a variao desses ndices ao longo do tempo no Brasil. O que se observa que no houve melhora significativa nesses ndices nos ltimos dez anos e os ndices de frequncia e de durao das falhas ainda so altos. Em 2011, os brasileiros observaram, em mdia, aproximadamente 10 falhas anuais, totalizando um tempo sem servio de mais de 15 horas por ano. Esses valores implicam em prejuzos e insatisfao dos clientes.

Rede Brasileira

Grande e complexo sistema de subestaes e linhas de transmisso

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Qualidade do servio eltrico

Medidas de qualidade da ANEEL:

DEC- Durao Equivalente de interrupo por unidade Consumidora

Indica o nmero mdio de horas que um consumidor fica sem energia eltrica durante um perodo, geralmente mensal.

FEC Frequncia Equivalente de Interrupo por Unidade Consumidora

Indica a frequncia mdia de interrupes.

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Colocar nomenclaturas? SIN etc...

DEC - Durao Equivalente de interrupo por unidade Consumidora

17/10/2013

Exigncia da ANEEL

Fonte: ANEEL

IEEE Smart Grid Workshop

Falhas graves no Brasil

Apages

Janeiro de 2005

RJ e ES (3M de pessoas atingidas)

Setembro de 2007

RJ e ES

Problemas em FURNAS

Novembro de 2009

18 estados afetados

Problemas em Itaipu

Fevereiro de 2011

8 estados do nordeste afetados

Falha na subestao Luiz Gonzaga

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Apago de nov. de 2009

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

20% da produo nacional

60% da energia consumida em SP

17.000 MW foram cortados, sendo 14.000 MW de Itaipu

Fonte: http://noticias.uol.com.br/cotidiano/2009/11/11/ult5772u6082.jhtm

http://noticias.uol.com.br/cotidiano/2009/11/11/ult5772u6082.jhtm

http://ribeirotec.blogspot.com.br/2009_11_01_archive.html

http://www.estadao.com.br/noticias/impresso,inpe-nao-detectou-raio-perto-de-linha,465216,0.htm

Perda de energia

17/10/2013

causa perda de dinheiro!!!

IEEE Smart Grid Workshop

Falhas graves no mundo

EUA e Canad- 2003

8 estados afetados nos EUA 45 milhes de pessoas

10 milhes de pessoas em Ontrio, Canad

17/10/2013

Perdas stimadas em $6 bilhes

IEEE Smart Grid Workshop

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=blackout+USA&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FNortheast_blackout_of_2003&ei=dZc2ULmkKuaw0QGcu4Fw&usg=AFQjCNH8rlpZZ_9BZKynKai5Q6Q9msCvvw

Porque isso acontece?Esse vasto sistema est exposto a condies adversas e imprevisveis , que podem levar m operao ou situaes de falha ...

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Alm disso, eles esto expostos a condies adversas e imprevisveis que podem levar a situaes defalhaou m operao, causando transtornos e problemas a todos que dependem da energia eltrica.

Falta

Acidentes em fios de alta tenso; quebra de postes, suportes, isoladores, equipamentos; descargas atmosfricas e umidade, etc

Falta

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Parapentista cai em fios de alta tenso, eletrocutado e sobrevive

Descarga foi to forte que 50 casas da regio ficaram quase trs horas sem fornecimento de luz.

Um parapentista caiu nos fios de alta tenso em Cambridgeshire, Inglaterra, foi eletrocutado e sobreviveu descarga. Pilotando um parapente motorizado, ele calculou mal seu ponto de aterrissagem e acabou sofrendo o acidente

Falta

Todo fluxo anormal da corrente eltrica. Ex: curto circuito

A situao do sistema deve ser conhecida!

A falha deve ser isolada e o sistema protegido

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Todo fluxo anormal da corrente eltrica, podendo ser tanto um circuito aberto quanto um curto-circuito. Falhas so detectadas via detectores de falhas (Fault Detectors:FD), definidos como dispositivos que provem indicao local ou remota de falhas em circuitos eltricos de potncia.

Um curto-circuito formado quando dois pontos de potenciais diferentes so conectados atravs de uma ligao de baixa impedncia. A resposta imediata quando h essa ligao, a criao de uma corrente de valor elevadssimo se comparada com a corrente nominal que existia antes do curto-circuito. Dependendo da amplitude e durao, a corrente de curto pode gerar muito calor e danificar os equipamentos. Dois pontos com tenses diferentes so suportados por isoladores, sejam eles, slidos, lquidos ou gasosos. A falha da isolao causa o curto-circuito e o seu rompimento pode ser causado por diferentes motivos, entre eles esto os danos mecnicos, seja pela quebra de isoladores, suportes ou queda de postes, umidade, descargas atmosfricas e sobretenses ocasionados por manobras realizadas no sistema na tentativa de desligamento ou ligamento de um circuito. Para a correta aplicao de equipamento de proteo essencial conhecer a distribuio de correntes no sistema e as tenses em diferentes partes do sistema devido falta. Alm disso, os valores limites de corrente em qualquer um dos pontos devem ser conhecidos para descriminao da falta

Como proteger esse sistema?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Alm disso, eles esto expostos a condies adversas e imprevisveis que podem levar a situaes defalhaou m operao, causando transtornos e problemas a todos que dependem da energia eltrica

Proteo

Isolar a falta, abrindo os terminais mais prximos desta, no menor tempo possvel para que a falta no se propague

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

coordenao da proteo consiste em dois ou mais equipamentos protegendo estratgica, efetiva e seguramente o sistema eltrico analisado de eventuais defeitos, ou seja, isolar a falta abrindo os terminais mais prximos para que no haja propagao do defeito para outros circuitos e equipamentos 6

e efetuar este isolamento no tempo mais curto possvel para melhor atender os consumidores e no danificar nenhum componente do sistema.

Os equipamentos utilizados na coordenao da proteo so os rels, que identificam e coordenam a operao da proteo diante ao defeito, os Transformadores de Instrumentos (TIs), que transformam as informaes dos dados do sistema para um nvel suportvel dos rels e os disjuntores, que abrem o circuito defeituoso quando necessrio.

SISTEMA ELTRICO RADIAL ??

SISTEMA ELTRICO INTERLIGADO ??

Falta

Deteco

Anlise

Sistemas de proteo

Deteco de anomalias

Elevao da corrente

Elevao e reduo da tenso

Inverso do sentido da corrente

Alterao da impedncia

Comparao do mdulo e da fase do sinal na entrada e na sada do sistema

Desconexo de parte do sistema eltrico quando existem anomalias

Anlise

Fornecimento de informaes para simplificar a identificao e a reparao de problemas

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Requisitos do sistemas de proteo

Seletividade

Elemento(s) mais prximo(s) ao defeito (so) operado(s). Desconecta apenas a parte defeituosa

Velocidade

Reagir /intervir o mais rpido possvel

Sensibilidade

Reconhecer com preciso a faixa de operao dos equipamentos

Confiabilidade

Cumprir tarefas com segurana e exatido mesmo quando exposto a condies que foram pr-definidas para sua atuao

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Seletividade: o rel deve decidir quando operar e somente os elementos de proteo mais prximos do defeito devem ser operados, desconectando o mesmo do sistema e evitando a reduo desnecessria da sua capacidade; Rapidez: o rel deve intervir com qualidade no menor tempo possvel, para que no haja maiores problemas no sistema; Sensibilidade: o rel deve ser capaz de operar o mais prximo dos valores ajustados para a sua atuao e no operar quando o sistema estiver em condies normais, mesmo sobre influncia de algumas variaes; Confiabilidade: o rel deve assegurar sua operao quando exposto a condies que foram pr-definidas para sua atuao.

Quais equipamentos esto envolvidos nesse sistema?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Alm disso, eles esto expostos a condies adversas e imprevisveis que podem levar a situaes defalhaou m operao, causando transtornos e problemas a todos que dependem da energia eltrica

Principais Equipamentos de Proteo

Rels

Disjuntores e Seccionadoras

Transformadores de Instrumentos

Transformador de Corrente (TC)

Transformador de Potencial(TP)

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Rels

Tem o objetivo de normalizar variaes, seja nas condies normais do prprio equipamento ou do circuito que est ligado.

Elementos detetores-comparadores e analisadores

Promovem a retirada rpida de um elemento

do sistema

Indicam a localizao e do tipo de defeito.

Pode ter uma ou mais funes

Identifica a falta localiza a falta compara informaes recebidas com ajustes pr-estabelecidos envia comando de abertura de disjuntores e chaves seccionadoras alarma e informa o defeito

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

O rel o dispositivo que opera um equipamento eltrico, no intuito de normalizar ou sanar variaes nas condies normais de operao deste equipamento ou do circuito que o mesmo est ligado. Rels de diferentes tipos podem ter uma ou mais funes, dependendo do esquema de proteo a ser adotado e do sistema que est sendo protegido. As principais atribuies so: identificar e localizar a falta, comparar as informaes recebidas com os ajustes pr-estabelecidos, dar o comando de abertura de disjuntores e chaves seccionadoras, alarmar e informar o defeito.

Os rels so os equipamentos responsveis por ler os dados do sistema e identificar o defeito. Para isso necessrio a utilizao de transformadores de potencial e transformadores de corrente, que traduzem os parmetros do sistema para nveis suportveis dos rels. J os disjuntores, que recebem o comando de abertura atravs dos rels, tem como funo desconectar o ponto defeituoso do restante do circuito, evitando que haja qualquer queima de equipamento e estabelecendo o funcionamento adequado do sistema

Rels

Eletromecnicos

Induo eletromagntica

Atrao

Estticos

No contm partes mveis, compostos por dispositivos eletrnicos

Digitais

Automatizados

Gerenciados por microprocessadores

Mais rpido

Controlados por software

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Os rels podem ser eletromecnicos, estticos ou digitais. Rels eletromecnicos foram os pioneiros na proteo de sistemas e podem ser de atrao ou induo eletromagntica, onde basicamente um contato mvel atinge um contato esttico e dispara o circuito no qual est conectado. Rels estticos, como o prprio nome diz, no possuem partes mveis, so compostos por dispositivos eletrnicos e sua regulagem feita pela movimentao de algum componente, por exemplo, um reostato. Rels digitais so totalmente automatizados, gerenciados por microprocessadores e controlados por software, possibilitando o ajuste de vrios elementos e a utilizao de vrias funes. Partindo pelo princpio que no existem partes mveis, o rel digital torna-se mais rpido.

O menor valor que causar a operao, chamado valor pick-up. (MASON, C. Russell 1956, The Art & Science of Protective Relaying General Electric, p. 36). A partir deste valor de corrente o rel entra no momento de operar.

Intelligent Electronic Devices - IED

Qualquer dispositivo eletrnico que possui algum tipo de inteligncia e capacidade de comunicao

Controladores baseados em microprocessadores de equipamentos do sistema de potncia

Funes do IED

Proteo

Controle

Medio e monitoramento

Comunicao

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Intelligent Electronic Devices - IED

Funcionamento

Recebem dados de sensores e equipamentos de potncia

Enviam comandos como abrir ou fechar um disjuntor, aumentar ou diminuir a voltagem , etc.

Com base nos dados monitorados de voltagem, corrente e frequncia

Exemplos de IEDs

Rels digitais de proteo

Controlador de comutador de carga

Controlador de disjuntor

Regulador de voltagem

Etc.

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Disjuntores e Seccionadoras

Equipamento de manobra , comandado para desconectar a rea defeituosa, pelo operador ou pelo rel

17/10/2013

Subestao Itaipu

Subestao CEMIG

IEEE Smart Grid Workshop

O Sistema de Potncia est sujeito a anormalidades e defeitos em sua operao, sejam eles internos ou externos, por isso a proteo dos seus equipamentos tambm extremamente importante. O conjunto de equipamentos utilizados para realizar a proteo de Linhas de Transmisso e Subtransmisso, so os rels, disjuntores e transformadores de instrumentos.

Os disjuntores so dispositivos de seccionamento de circuitos dos sistemaseltricos, que podem operar em condies de carga ou de curto-circuito. O disjuntorpossui uma bobina de abertura e uma bobina de fechamento que, quandoenergizadas, promovem respectivamente a abertura e o fechamento dos contatosprincipais que iro interromper a passagem da corrente. Os disjuntores possuemtambm contatos auxiliares que informam a posio dos contatos principais. Essescontatos so utilizados para informar a situao do disjuntor para os operadores desubestaes, para os despachantes dos centros de operao de sistema e para osrels de proteo

Transformadores de Instrumento

Utilizados na proteo do sistema eltrico.

Transformadores de Corrente (TC)

Transformadores de Potencial (TP)

Convertem uma corrente/tenso elevada para uma menor para o instrumento de medio.

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Converte uma corrente alternada elevada para uma menor para um instrumento de medio. Geralmente o padro em sistemas de energia de 5 A.

Transformador de Potencial. Converte uma tenso alternada elevada para uma menor para um instrumento de medio. Geralmente o padro em sistemas de energia de 110 V.

Os transformadores de potencial so equipamentos que permitem aos instrumentos de medio e proteo

funcionarem adequadamente sem que seja necessrio possuir tenso de isolamento de acordo com a da rede qual

esto ligados

Subestaes

Instalao eltrica de alta potncia

Conjunto de equipamentos de manobra ou transformao de tenso

Transmisso, distribuio, proteo e controle de energia eltrica

Funes

Dirigir o fluxo de energia em sistemas de potncia

Melhorar a qualidade de energia

Detectar e isolar falhas utilizando o sistema de proteo

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Subestaes

Cabos de Controle

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Como todo esse sistema controlado e supervisionado?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Alm disso, eles esto expostos a condies adversas e imprevisveis que podem levar a situaes defalhaou m operao, causando transtornos e problemas a todos que dependem da energia eltrica

Centro de Operao e Controle

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Painel de controle convencional

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Sistemas supervisrio e de proteo

Amplamente favorecidos pelas redes de telecomunicaes

Essenciais para

o provimento de

servio com qualidade

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Bolinhas encaixando de superviso e proteo

Superviso

Proteo

Sistema Supervisrio

Funcionalidades

Medies e alarmes

Status dos equipamentos

Controle de tenso

Corte seletivo de carga (Load Shedding)

Sincronizao de linhas

Interface homem-mquina (para a operao)

Gerenciamento da manuteno

Comunicao de dados para outros centros

Elaborao de relatrios

Etc.

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Sistema Supervisrio

Informaes necessrias para vrios tipos de usurios

Operador da subestao

Operador do sistema no centro de operaes

Engenheiros de manuteno

rgos governamentais (ONS, ANEEL, CCEE)

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Sistema Supervisrio

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition system

Parte do sistema de superviso e de proteo

Superviso, controle, otimizao e gerenciamento de sistemas de gerao e transmisso de energia eltrica

Benefcios

Anlise de consumo e demanda,

Anlise da carga dos consumidores

Verificao de falhas

Anlise de carga nos transformadores

Etc.;

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Medidas corretivas disparadas por especialistas ou de forma automatizada

Uso de lgica nebulosa

Um importante elemento de controle das redes eltricas so os sistemas SCADA. O SCADA utilizado para supervisionar, controlar, otimizar e gerenciar os sistemas de gerao e transmisso de energia eltrica. Entre os benefcios trazidos pelos sistemas SCADA, destacam-se a anlise de consumo e demanda, a anlise da carga dos consumidores, a verificao de falhas, o rearranjo da topologia, a anlise da carga nos transformadores, a medio inteligente, entre outros.

No passado, os sistemas SCADA eram suportados por mainframes e sistemas fechados de fornecedores. Atualmente, fazem uso de plataformas abertas com conectividade para as redes corporativas e com a Internet.

17/10/2013

Quais so os principais problemas?

IEEE Smart Grid Workshop

The electricity delivery system is getting old

60%-70% of the infrastructure is 25-30 years old

Designed in the 50s, installed in the 60s and 70s, before the era of the microprocessor

Population growth has caused the entire transmission system to be over used and fragile

Baixa integrao no sistema

Medio de consumo manual

Dados pouco detalhados sobre o consumo de energia

Dificuldade para integrao de fontes de energia de pequeno e mdio porte

Dificuldade de integrao de novas demandas

Veculo eltrico

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Problemas do sistema eltrico

Sistema eltrico com pouca inovao

Falta de peas de sobressalentes, o que indica defasagem tecnolgica;

Alto custo de manuteno;

Manuteno corretiva demorada e baixa confiabilidade devido as muitas falhas nos equipamentos

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

The electricity delivery system is getting old

60%-70% of the infrastructure is 25-30 years old

Designed in the 50s, installed in the 60s and 70s, before the era of the microprocessor

Population growth has caused the entire transmission system to be over used and fragile

Impacto ambiental do sistema eltrico

Uso de energia no renovvel

Termoeltricas

Usinas atmicas

Consequncias

Poluio

Aquecimento global

Desmatamentos

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Evoluo

ltimos 110 anos sem mudanas revolucionrias na rede de energia eltrica

Rede do sculo 20 no se adapta mais as necessidades do sculo 21

Evoluo

Industria de Energia Eltrica passando por uma grande mudana

Uso de tecnologias para atender aos desafios de hoje e do Futuro

Smart Grids

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Fazer o link Smart Grid com IEC Se no tiver sido feito

Abordar o fato de os IEDs de proteo atuais terem capacidade de assumir, alm das funes de proteo, funes de aquisio de dados, controle e

automao em subestaes e usinas e de compartilhar estes dados com outros IEDs, atravs da rede LAN

Quais problemas/caractersticas temos na rede atual?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Pouca Inovao, sistema frgil, operao manual, Medio de consumo manual, Dados pouco detalhados sobre o consumo de energia, Dificuldade para integrao de fontes de energia de pequeno e mdio porte, Dificuldade de integrao de novas demandas,Veculo eltrico, Impacto ambiental do sistema eltrico

Estrutura Rede Eltrica Atual

Sistema eltrico

No uma nica entidade

Conjunto de diversas redes, vrias empresas de gerao, transmisso e distribuio

Vrios operadores aplicando diversos nveis de comunicao e coordenao

Em sua maioria, controlados manualmente

17/10/2013

Rede Complexa!

IEEE Smart Grid Workshop

RI aumenta essa conectividade, automao e coordenao entre esses vrios fornecedores, consumidores e redes, atuando nos diversos seguimentos e tarefas.

Gesto de demanda: Expedio/Resposta; Integrao de Medidores; Deteco de Fraudes

Confiabilidade em Distribuio: Gesto de redes; Localizao de Fraudes, Proteo de recursos; Isolamento de Falhas

Em banda larga (Broadband Triple Play

): Alta Velocidade de Dados; telefonia/VoiceIP/ Video on demand

Condomnios Verticais: Broadband Triple Play; Segurana e Vigilncia; Eficiencia Predial

Estrutura Rede Eltrica Atual

Projetado para o horrio de pico

Tempo Ocioso

Energia cara

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

RI aumenta essa conectividade, automao e coordenao entre esses vrios fornecedores, consumidores e redes, atuando nos diversos seguimentos e tarefas.

Gesto de demanda: Expedio/Resposta; Integrao de Medidores; Deteco de Fraudes

Confiabilidade em Distribuio: Gesto de redes; Localizao de Fraudes, Proteo de recursos; Isolamento de Falhas

Em banda larga (Broadband Triple Play

): Alta Velocidade de Dados; telefonia/VoiceIP/ Video on demand

Condomnios Verticais: Broadband Triple Play; Segurana e Vigilncia; Eficiencia Predial

Consumidores

No participam do sistema

Desinformados

Apenas consomem

S sabem o quanto gastam no final do ms

Sistema Unidirecional

Comunicao e fluxo de energia

Medio e corte de energia manual

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Com a ajuda dos mercados e sistemas de informao em tempo real, as empresas de energia sero capazes de trabalhar em conjunto com os consumidores para produzirem um sistema com custo justo e com diversas fontes eficientes

Gerao

Dominada pela produo centralizada

17/10/2013

Foco

Concentra-se em

falhas

17/10/2013

Tratamento de quedas de energia em residncias

Cliente liga para concessionria.

Inovao: cliente manda um sms, para concessionria saber da queda

17/10/2013

Proteo

Foco na proteo aps a falha.

Vulnervel a vndalos e a desastres naturais.

17/10/2013

Superviso/Monitoramento

Superviso da gerao e transmisso de energia eltrica.

Componentes

falhas

Aquisio de dados

17/10/2013

Armazenamento

Energia gerada e utilizada.

O que no for utilizado se perde.

No conta com armazenamento da energia que foi gerada a mais

17/10/2013

Baterias, ultracapacitores, flywheels, celulas combustiveis super condutores

Carro: pesquisadores no mundo buscam meio de suavisar o impacto do carregamento simultaneo

Mercado

Mesmo sistema a dcadas

Baixo grau de inovao

17/10/2013

Mudanas no Sistema Eltrico de Potncia (SEP)

No mundo como um todo, o SEP est passando por profundas mudanas por diversos motivos:

Necessidade de se atender demandas ambientais

Necessidade de aumento da eficincia operacional da rede

Necessidade de melhorar a qualidade para o consumidor.

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

O que Smart Grid?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Um sistema eltrico inteligente comuta toda a oferta de energia atravs da rede de distribuio, gerenciando a demanda de energia atravs de um sistema de comunicao. Portanto, a inteligncia da rede reside na capacidade dos dispositivos de se comunicar, trocando informaes que permitem construir uma rede mais segura e mais eficiente figura proximo slide

Assim, redes eltricas inteligentes, ou \textit{smart grids}, podem oferecer e controlar diversas fontes de energia, permitindo que os usurios escolham quais fontes utilizar e em quais horrios, de tal forma a reduzir custos e diminuir os riscos de sobrecarga na rede.

O sucesso da \textit{smart grid} depende de um \textit{backbone} confivel, resistente, seguro, gerencivel e baseado em padres de infraestrutura de comunicao abertos~\cite{Pothamsetty2009}. Para a distribuidora de energia eltrica crucial ter ou criar uma rede que d conectividade total entre todos os seus elementos de rede, fontes de dados, e equipamentos. Com isso, a tomada de deciso feita com parmetros mais precisos, o que fundamental para a eficincia no gerenciamento da \textit{smart grid}~\cite{Pothamsetty2009}.

Smart Grid

Visa uma maior eficincia, confiabilidade e segurana, acoplada integrao de novas fontes de energia renovveis, atravs de um controle automatizado e fazendo uso de tecnologias avanadas de telecomunicaes.

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Video 3:45

Novo Modelo de Rede EltricaViso geral

Elementos das smart grids

17/10/2013

Energia elica

Painis solares

Geradores de energia particulares

Medidores inteligentes

Tecnologia de casas inteligentes

Sistemas inteligentes de controle

Carros eltricos

IEEE Smart Grid Workshop

Mas como tornar a rede eltrica mais inteligente?

17/10/2013

Comunicao + automao = rede inteligente

Software

IEEE Smart Grid Workshop

Melhorar o que se tem com telecom

Pilares da smart grid

17/10/2013

Ativos Eltricos

Sistemas de Telecom

Smart grid

Automao

IEEE Smart Grid Workshop

Nas distribuidoras, as Tecnologias de Informao e Comunicao (TICs) e sua integrao com os processos de negcio sero ferramentas valiosas no gerenciamento em tempo real da cadeia de valor de gerao, das redes ativas, medidores, consumidores e sistemas corporativos. TICs e sistemas de automao das redes atuaro como o sistema nervoso central coletando e processando a massiva quantidade de dados de sensoriamento vindos de todos os elementos de controle da rede

Diferentemente do que muitos pensam, o conceito desmart gridno envolve apenas a medio eletrnica. Integrao dos sistemas computacionais, gerao distribuda e automao de redes e subestaes tambm so alguns dos passos para se chegar a uma rede inteligente. De acordo com o presidente da ECOee e do Frum Latino Americano de Smart Grid, Cyro Boccuzzi, o conceito de rede inteligente envolve trs pilares. O primeiro deles so os ativos eltricos, como chaves, medidores, cabos, transformadores e disjuntores. O prximo fator o sistema de telecomunicaes, que capta informaes da operao em tempo real e traz esses dados para uma otimizao dinmica. O ltimo campo a tecnologia de informao, que abrange todos os sistemas de controle de gesto das empresas.

http://www.redeinteligente.com/2010/04/24/smart-grid-chave-para-eficiencia/

Premissas

Sistema de comunicao

Similar internet (uma rede dinmica), a smart grid ser interativa

infraestrutura de comunicao de alta velocidade e bidirecional

Backbone confivel, resistente, seguro, gerencivel

17/10/2013

SUCESSO

Sistema de Comunicao

Apoiados por uma infraestrutura de comunicao de alta

velocidade e bidirecional, medio inteligente e tecnologias de controle eletrnico representam a porta de entrada para acesso rede do futuro. Nesse momento, vrias empresas esto realizando grandes investimentos em medidores inteligentes (do ingls Smart Meters) e em Infraestrutura Avanada de Medio (AMI Advanced Metering Infrastructure na sigla em ingls) como primeiro passo na implementao da RI

Quais as consequncias das Smart Grids?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Consumidores

No participam do sistema. Desinformados

Apenas consomem

S sabem o quanto gastam no final do ms

Sistema Unidirecional

Conscientizao dos Usurios

Medidores de qualidade de energia e de consumo de energia em tempo real

Conectados logicamente as concessionrias interagindo em tempo real

Informaes de preo disponveis em tempo real, opes de compra.

Deteco de fraudes .

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Gerao

Dominada pela produo centralizada.

Gerao Distribuda

Gerao tambm pelo consumidor.

Fontes de energia alternativas

Recursos energticos plug and play

17/10/2013

Foco

Concentra-se em falhas

Concentra-se qualidade da energia ( prioridade, com uma variedade de opes de preo de acordo com as necessidades do cliente.)

17/10/2013

Tratamento de quedas de energia em residncias

Cliente liga para concessionria.

Inovao: cliente manda um sms, para concessionria saber da queda

17/10/2013

Totalmente automatizado

Roteamento de energia (receber a energia de outro ponto)

Proteo

Foco na proteo aps a falha.

Vulnervel a vndalos e a desastres naturais.

Inteligente - Detecta, evita interrupes, minimiza/atenua o impacto e se recupera rpida e eficientemente aps falhas:

Muda o caminho por onde circula a energia quando tiver um apago)

17/10/2013

Superviso/Monitoramento

Superviso da gerao e transmisso de energia eltrica.

Componentes

falhas

Aquisio de dados

Monitoramento de consumo automtico

Disponibilidade de dados online para usurios

Sistema totalmente interligado e supervisionado

17/10/2013

Armazenamento

Energia gerada e utilizada.

O que no for utilizado se perde.

No conta com armazenamento da energia que foi gerada a mais

17/10/2013

Armazenamento inteligente de energia.

Baterias

Ultracapacitores

Etc

Ex: Casa com painel solar e conjunto de baterias.

Veiculos Eltricos

Baterias, ultracapacitores, flywheels, celulas combustiveis super condutores

Carro: pesquisadores no mundo buscam meio de suavisar o impacto do carregamento simultaneo

Mercado

limitado e no integrado

Mesmo sistema decadas

17/10/2013

Expanso do mercado

Maior competio

Novas Oportunidades para fabricantes

Aumento da procura de mo de obra especializada

reas Chaves das Smart Grids

Comunicao integrada

Fontes de energia alternativa

Microgrids

Sensoriamento da rede e medidores inteligentes

Veculos Eltricos

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Medio Avanada (AMI)

(Energia, Gas e gua)

Automao da Distribuio (DA)

Eficincia Energtica (EE)

Resposta Demanda (DR)

Veculos Eltricos (EE)

Comunicao Integrada

Medio e coleta de dados

Atuao rpida contra falhas

Conexo dos clientes finais

Controle dos gastos

Realimentao do servio com relao demanda e qualidade

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

As comunicaes integradas so um ponto chave das SG. Nessas redes, existe um projeto consistente sobre como conectar dispositivos. Dessa forma, existe um sistema mais preparado para medio e coleta de dados, o qual tambm capaz de prover uma atuao rpida para evitar falhas. Com isso, as SG passam a ter a base necessria para evitar pequenos e grandes desastres, como os apages.

Outro ponto importante a conexo dos sistemas finais, ou seja, os clientes. Nesse novo modelo de rede, os clientes esto conectados a todo o momento com a rede, provendo e recebendo informaes. Isso permite que os clientes faam um melhor controle de seus gastos, alm de possibilitar uma resposta dos clientes com relao demanda e qualidade de servio, realimentando os sistemas centrais de controle das \textit{smart grids}. Com isso, possvel reduzir a frequncia das falhas nas redes.

As tecnologias de comunicao previstas para uso nas SG so descritas na Seo~\ref{sec:com}.

Fontes de Energia alternativa

Sustentabilidade

Reduo de custos

Aumento da tolerncia a falhas

Novo modelo econmico

Usurio como consumidor e produtor

17/10/2013

Virtual Power Plant

IEEE Smart Grid Workshop

Outra tecnologia marcante das \textit{smart grids} a utilizao de fontes alternativas de energia. Essa iniciativa est correlacionada ao uso de fontes renovveis, garantindo a sustentabilidade, alm de permitir a reduo de custos para o cliente.

As fontes renovveis de energia surgem na preocupao de que a matria-prima atual, os combustveis fsseis, no produzida na mesma proporo em que utilizada. Alm disso, este responsvel pela emisso de grande parte dos gases que provocam o efeito estufa~\cite{FontesRenovaveis}. Devido a essas preocupaes, surgem novas iniciativas em busca de fontes de energia renovveis e limpas, como por exemplo: a gua (energia hidrulica), o vento (energia elica), o sol (converso trmica e fotovoltaica da energia solar), as ondas, a geotrmica (calor existente no interior da Terra), a cana de acar (etanol), mamona e outros leos vegetais (biodiesel), esgoto, lixo e dejetos animais~\cite{FontesRenovaveis}. Essas fontes de energia so alternativas ao modelo energtico tradicional, tanto pelo seu impacto ambiental que reduzido, quanto pela sua disponibilidade garantida.

O Brasil tem um amplo potencial para fontes renovveis, j que a maior parte de sua matriz energtica alimentada por meio de hidreltricas. Outras iniciativas esto direcionadas para o potencial elico brasileiro, que hoje j se estima em torno de 60.000~MW~\cite{energiaeolica}. Os primeiros estudos sobre essa tecnologia no Brasil foram feitos na regio Nordeste.

observada, ento, uma tendncia na utilizao da gerao distribuda (DG), que aproveita as vantagens das fontes de energia alternativas, como painis solares ou turbinas de vento, para melhorar a estabilidade e qualidade do sistema~\cite{Fang2011}. Um estudo feito pela \textit{International Energy Agency} apontou que um sistema eltrico baseado em um nmero grande de pequenas geraes distribudas confiveis pode operar com a mesma confiabilidade e limite inferior de capacidade que um sistema de grandes geradores confiveis~\cite{IEA2002}.

Uma das contribuies das \textit{smart grids} permitir que diversas fontes de energia estejam disponveis aos clientes, garantindo um uso mais amplo de energias limpas. Outra grande inovao que, nas \textit{smart grids}, os clientes tambm podem se tornar fornecedores de energia, com a energia que ele armazenou ou produziu durante o dia, utilizando, por exemplo, painis solares. Com isso, o fluxo de energia passa a ser bidirecional e os clientes ficam menos dependentes da principal distribuidora de energia. Alm da economia, essa inovao tambm permite uma maior robustez a falhas, pois se existem problemas no sistema de distribuio principal, ele pode ser cortado e substitudo, temporariamente, pelas fontes alternativas.

O desenvolvimento de sistemas de gerao distribuda envolve um novo conceito chamado \textit{Virtual Power Plant - VPP} que basicamente consiste no agrupamento de vrias usinas distribudas de baixa capacidade de gerao em uma s, fazendo-a visvel para o sistema como uma usina de alta capacidade ~\cite{Molderink2010,Fang2011}.

Microgrids

Verses modernas, em pequena

escala do sistema eltrico

centralizado

Objetivo: atingir objetivos

especficos locais

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Microgrid um novo paradigma desenvolvido pela incluso da gerao distribuda das \textit{smart grids}. Consiste na criao de pequenos sistemas eltricos localizados e compostos por gerao, armazenamento e cargas. Assim vrias microgrids interligadas, de acordo com o conceito \textit{plug and play}, podem criar uma \textit{smart grid}, na qual a transmisso de informao obedece a um fluxo diferente do fluxo de energia, como mostrado na Figura \ref{fig:microgrid}.

Lasseter et al. mostram que o uso de \textit{microgrids} nos sistemas de distribuio pode simplificar a implementao de vrias funes dos novos sistemas eltricos~\cite{Lasseter2004}. Os autores descrevem que o isolamento de pequenas geraes e cargas pode fornecer maior confiabilidade no sistema completo pela rpida capacidade de reao ante uma falha.

Com o constante aumento dos preos das fontes usuais de energia, crescem os incentivos para o desenvolvimento de energias alternativas. Dentro das \textit{smart grids}, as fontes de energia alternativas so disponibilizadas atravs das \textit{microgrids}. As \textit{microgrids} so verses em menor escala do sistema eltrico centralizado. Assim, so formadas ilhas locais com fontes de energia, normalmente renovveis, compartilhadas entre diversas casas. Cada casa ligada a um nico roteador de energia e casas trocam energia entre si atravs desses roteadores~\cite{zhu2011}.

Cada casa precisa saber o quanto de energia tem para ceder e de quanto ela precisa receber. Isso, por si s, j um grande desafio. No modelo tradicional de distribuio de energia eltrica, a energia flui unidirecionalmente das usinas geradoras para os usurios. No modelo de \textit{microgrid}, todas as casas podem fornecer e consumir energia da microgrid, de tal forma que os fluxos energticos podem fluir bidirecionalmente e so dinamicamente reconfigurados. O desafio relacionado segurana reside justamente na construo do protocolo de roteamento energtico. importante que o sistema da \textit{microgrid} funcione de forma distribuda, mas evitando que mensagens falsas sejam inseridas na rede com o fim de prejudicar a distribuio de energia ou a cobrana posterior ou, ainda, que informaes sejam roubadas para ferir a privacidade dos usurios. Em particular, os roteadores das \textit{microgrids} utilizam enlaces sem fio, os quais so mais susceptveis a ataques do que redes cabeadas.

http://galvinpower.org/microgrids:

Microgrids so verses modernas, em pequena escala do sistema eltrico centralizado. Viso atingir objetivos especficos locais, tais como confiabilidade, reduo de emisso de carbono, a diversificao das fontes de energia e reduo de custos, estabelecido pela comunidade que est sendo servido. Como a rede de energia em massa, micro-redes inteligentes gerar, distribuir e regular o fluxo de energia eltrica para os consumidores, mas faz-lo localmente. Micro-redes inteligentes so uma maneira ideal para integrar os recursos renovveis ao nvel da comunidade e permitir a participao do cliente na empresa de electricidade. Eles formam os blocos de construo do sistema de energia perfeita.

Aqui no Hub Microgrid da Iniciativa Energia Eltrica Galvin, voc vai encontrar um conjunto abrangente de recursos em microgrids, coletadas de nossos parceiros e de toda a web

Medio

Medio inteligente (smart metering)

Substituio de medidores analgicos

Comunicao direta com a empresa distribuidora

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

As SG so amplamente baseadas no monitoramento, caracterstica observada tanto no ncleo quanto nas extremidades da rede. Isso s possvel devido ao amplo suporte das redes de telecomunicao, que agem integrando todos os dispositivos da rede.

No nvel de transmisso e distribuio, a tcnica de sensoriamento mais importante o \textit{phasor measurement unit} (PMU). Os PMUs so dispositivos de alta velocidade capazes de monitorar a qualidade da energia e, em alguns casos, atuar na rede automaticamente, de acordo com as medidas aferidas. As medidas realizadas se baseiam no conceito de fasores, que so representaes de uma forma de onda. Especificamente, os PMUs medem a corrente alternada em tempo real. Um conjunto de PMUs espalhados por uma grande rea da rede eltrica forma um \textit{Wide-Area Measurement System} (WAMS). A Seo~\ref{sec:MedicaoSincrofasores} detalha o funcionamento dos PMUs e seu impacto sobre a \textit{grid}.

J nas extremidades da rede, a medio inteligente (do ingls \textit{smart metering}) o mecanismo mais importante para a obteno das informaes dos dispositivos e aplicaes dos usurios finais (consumidores). Nas \textit{smart grids}, os medidores analgicos so substitudos por medidores digitais capazes de se comunicar diretamente com a empresa distribuidora, provendo informaes de consumo em tempo real. A infraestrutura de medio automtica (\textit{Automatic Metering Infrastructure}) habilita o fluxo bidirecional de informao entre o sistema central e os clientes, utilizando as informaes capturadas para o analise e para criar perfis de consumo que depois so usados para otimizar as cargas no sistema geral.

A tendncia na medio inteligente que os dispositivos existentes do lado do consumidor sejam remotamente monitorados e controlados (se for preciso) e possam ser ligados e desligados durante as horas de pico, otimizando assim a energia eltrica disponvel e priorizando seu uso ~\cite{Fang2011}. Mais informaes sobre os medidores inteligentes esto na Seo~\ref{sec:MedicaoEBilling}.

Medio

Infraestrutura de medio automtica (Automatic Metering Infrastructure)

Fluxo bidirecional de energia entre o sistema e os clientes

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Medio

Segurana

Ataques rede de telecomunicaes

Privacidade

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Veculos Eltricos (EV)

Carros com bateria

Hbridos

Sem uso de combustveis fsseis

Menor poluio

Autonomia suficiente para o consumo de um dia

Carga lenta

6 a 8 hs

Carga rpida

30 minutos

Veculos e a smart grid

Provimento de energia nos horrios de pico para a rede

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Devido aos problemas relacionados ao uso de combustveis fsseis, existe uma presso em favor do desenvolvimento de veculos eltricos com boa autonomia e baixo custo. Contudo, o uso de veculos eltricos est correlacionado ao desenvolvimento das \textit{smart grids}, de tal forma que exista uma infraestrutura prpria para o uso dessa nova tecnologia. Assim, necessrio que existam locais prprios para o reabastecimento dos veculos capazes de fazer cobrana utilizando a rede de telecomunicaes.

O uso de veculos eltricos em \textit{smart grids}, contudo, extrapola a ideia de apenas a \textit{grid} ser usada como fornecedor de energia. \textit{Grid-to-Vehicle/Vehicle-to-Grid} so dois conceitos dos quais o primeiro usa um veculo eltrico como armazenamento e o segundo o usa como fonte de energia. Assim vrios veculos eltricos podem formar um sistema de gerao distribudo na rede. Fang et al. ~\cite{Fang2011} menciona alguns dos trabalhos desenvolvidos com esses dois conceitos, os quais esto correlacionados a assuntos como mitigar a degradao na estabilidade do sistema eltrico devido carga descoordenada de veculos eltricos na rede, ou como aproveitar os veculos como suporte durante as horas de pico de consumo, convertendo-os em pequenas fontes distribudas.

Veculos Eltricos (EV)

17/10/2013

As previses apontam para a substituio dos carros a combustvel fssil por carros eltricos

Carros eltricos j so uma realidade em locais como Europa e Japo

Porque ainda no est em

produo no Brasil?

IEEE Smart Grid Workshop

Veculos Eltricos (EV)

Falta de incentivos fiscais

Situao em discusso pelo governo

Necessidade de instalao da infraestrutura das smart grids

Locais para reabastecimento dos carros

Estrutura para cobrana usando as redes de telecomunicaes

17/10/2013

Porque ainda no est em

produo no Brasil?

IEEE Smart Grid Workshop

Novo Modelo de Rede Eltrica

17/10/2013

Caractersticas das smart grids

Equipamentos digitais

Comunicao bidirecional

Gerao distribuda

Organizao do sistema em rede

Forte sensoriamento

Autonomia para monitorao e recuperao

Tratamento de falhas com controle adaptativo e ilhamento

Verificao e testes remotos

Mais escolhas para o consumidor

Forte utilizao das telecomunicaes!

IEEE Smart Grid Workshop

Benefcios das Smart Grids

Autorrecuperao e adaptabilidade

Interao com os consumidores

Melhoria da Qualidade de Energia

Integrao de fontes de energia distribudas

Abertura de novos mercados

Aumento da visibilidade de rede

Gerenciamento otimizado de ativos

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Autorrecuperao e adaptabilidade: os sistemas de RI iro continuamente monitorar as informaes que chegam da rede, analisando seu status operacional. Para problemas de grande dimenso e que so rpidos demais para uma interveno humana, esses sistemas iro automaticamente restaurar os componentes de rede ou sees de rede aps algum distrbio por meio de mecanismos de autorrecuperao.. Sendo tambm capazes de prever potenciais falhas e futuros desligamentos pela minerao dos dados de eventos passados, podendo dinamicamente controlar fluxos de energia para limitar interrupes

Interao com os consumidores: a RI ir motivar os usurios finais a gerenciarem seu consumo de energia eltrica ativamente. Por exemplo, sinais de preo e programas de DSM (conhecidos tambm como resposta da demanda) iro encorajar os consumidores a modificarem seu consumo, permitindo que as demandas sejam adequadas capacidade do sistema eltrico em atend-las. Novas economias financeiras proporcionadas e produtos eficientes energeticamente iro conectar os consumidores rede tornando-os participantes ativos

Melhoria da qualidade de energia: as redes atuais foram projetadas a mais de meio sculo, sendo que essa infraestrutura no consegue atender s demandas da atual sociedade em termos de confiabilidade e alta qualidade de energia eltrica, trazendo transtornos principalmente de ordem econmica devido s interrupes. Como parte da RI, novos padres de qualidade permitiro s empresas de energia equilibrar a necessidade das cargas com seus requisitos de qualidade e os consumidores tero a opo de adquirir variados nveis de qualidade de energia a diferentes preos. Adicionalmente, eventos de qualidade de energia que se originarem nos nveis de transmisso e distribuio sero minimizados e distrbios causados por certas cargas de consumidores tero sua propagao reduzida

Integrao de fontes de energia distribudas (DER Distributed Energy Resources): a RI ir acomodar uma ampla gama de opes de gerao e armazenamento. Usurios residenciais e comerciais iro adotar em larga escala DERs, como telhados cobertos por painis solares e baterias avanadas como opes econmicas viveis para atenderem suas necessidades locais de energia e, ao mesmo tempo, reduzirem sua pegada de carbono. Padres melhorados permitiro interoperabilidade de equipamentos em todos os nveis de tenso. E protocolos de comunicao avanados e inteligncia de rede permitiro que essas DERs sejam integradas rede de uma forma "conecte e use", possibilitando que os usurios vendam seu excedente de energia para a rede nos horrios de pico baseado em mercado de preo em tempo real. A gerao centralizada continuar a exercer um papel central ao manter a estabilidade da rede e garantir o atendimento de consumidores eletrointensivos.

Abertura de novos mercados: a RI permitir que novos mercados de energia aflorem, mitigando ineficincias de alocao de custos. Por exemplo, as questes de capacidade de atendimento da demanda, sobrecargas, impacto ambiental podem ser mais eficientemente tratadas por meio de interaes de mercado entre demanda e oferta. A participao no mercado ser encorajada no nvel do varejo pela agregao de iniciativas de resposta da demanda e o crescimento das DERs, como discutido anteriormente. Alm disso, novos servios podero ser ofertados por novas empresas, tornando a eletricidade um produto diferenciado. Preo em tempo real permitir que os consumidores respondam dinamicamente aos aumentos de preo, estimulando o desenvolvimento de solues e tecnologias de de baixo custo.

Aumento

da visibilidade de rede: a infraestrutura de sensoriamento e as redes de comunicao de grande capacidade, inerentes a uma RI, permitiro que os operadores de rede tenham grande capacidade de observao da rede, principalmente, no seu estado operacional, particularmente em redes de distribuio que so historicamente operadas s cegas. Munidos de ferramentas avanadas de visualizao, os operadores sero capazes de rapidamente identificarem de forma precisa informao crtica, permitindo-os uma viso ampla de todos os processos de rede.

Gerenciamento otimizado de ativos: um objetivo principal em uma RI o aumento da vida til dos equipamentos e das operaes otimizadas. Tecnologias avanadas de informao fornecero grande volume de dados e informaes que sero integradas aos processos existentes dos sistemas de gerenciamento das empresas, permitindo que elas melhorem significativamente seus processos de Operao e Manuteno (O&M). Essa mesma informao permitir que engenheiros melhorem o projeto de equipamentos e d aos planejadores da rede os dados que precisam para melhor-la.

Implantao

Pode ser implantada em fases.

Iniciativas Smart Grid so, tipicamente, de mdio e longo prazo

Diferentes operadoras com possivelmente diferentes estilos de adoo e implantao.

17/10/2013

Cada caso um caso

IEEE Smart Grid Workshop

Redes & Telecom numa Soluo Smart Grid

17/10/2013

Quando no existe uma comunicao direta entre o medidor e o sistema central

Comunicao direta entre o medidor e o sistema central

Usado para instalao e configurao

Comunicao entre a central de medio e os medidores

IEEE Smart Grid Workshop

I1 - Quando no existe uma comunicao direta entre o medidor e o sistema central, realizada uma comunicao entre um concentrador de dados e um medidor de consumo.

I2 - Comunicao direta entre o medidor e o sistema central.

I3 - Conexo entre o medidor e um terminal local usado para instalao e configurao.

I4 - Comunicao entre a central de medio e medidores secundrios (painis solares domsticos e outros).

I5 - Comunicao entre o medidor e a HAN (Home Area Network) para prover servios automao residencial e resposta a demanda.

Sistema de ComunicaoRedes e Telecomunicaes

Soluo integrada com maior eficincia para o controle, medio e monitorao

Interagindo de forma interopervel

17/10/2013

LAN - Rede Local da Subestao

WAN - Rede de Longa Distncia

Suporte a Monitorao e Coleta de Dados

Integrao Usurios Finais

HAN - Rede domstica

Coordenao da gerao distribuda

Dentre outros ...

IEEE Smart Grid Workshop

Cabeadas ou sem fio

Smart GridsComponentes de Redes & Telecom

Redes Backbone (WANs e MANs):

Escopo longa distncia e metropolitano

Suporta principalmente a rea de TI e a integrao dos segmentos Smart Grid (gerao, transmisso, distribuio e usurio)

Redes de aplicao local (LANs):

Escopo maior na rea de controle e operao (subestaes, escritrios, outros)

Redes de aplicao local focadas no usurio:

HAN Home Area Networks

Foco total no usurio, na automao domstica e na integrao de veculos

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Aspectos Tcnicos Fundamentais

17/10/2013

Comunicao Bidirecional

Requisitos de Operao (atraso, perdas...)

Alta disponibilidade

Monitorar dados remotos

Volumes de dados gerados

Segurana e privacidade

Semntica dos dados

IEEE Smart Grid Workshop

re- quisitos de operacao (atrasos, perdas, variacao o atraso, resiliencia, outros)

a necessidade de monitorar dados em sistemas remotos (wide-area monitoring);

Aspecto Tcnico Requisitos Smart Grid:

Proteo de subestaes transferncia de comandos

Latncia inferior 5 ms

Leitura e transmisso de dados dos medidores

Intervalos de 15min

Volume de dados:

Monitorao de usurio, subestao, outros

Smart GridsAlguns dos Requisitos de Rede

Capacidade - Volume de Dados:

Monitoramento, sensores, medidores domsticos, elementos de atuao, outros

Parmetros de Qualidade da Comunicao (QoS: Quality of Service; QoE: Quality of Experience):

Atrasos, perdas, variao no atraso (jitter)

Necessidades coleta de dados e controle de operao em tempo real, sincronizao, outras

Comunicao bidirecional

Necessidade da integrao funcional num estilo smart grid, poder atuar junto ao usurio, outras

Segurana

Disponibilidade e Recuperao de Falhas:

Alta disponibilidade, resilincia, outros

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Smart Grid Aspectos Tcnicos - ResumoRedes & Telecom

Alguns dos aspectos arquiteturais e tcnicos de Redes/Telecom inerentes soluo Smart Grid:

Arquitetura de Rede:

TCP/IP atende? Devemos utilizar outras arquiteturas especficas (field-bus, redes IEC 61850, redes de sensores, ...? Redes pticas so uma possvel soluo? SDN (Software Defined Networking) pode ser interessante?

Tecnologias de Rede:

Quais? Tecnologias distintas por cenrio de aplicao do Smart Grid?

Aplicaes:

Qual o foco do negcio Smart Grid e quais aplicaes so relevantes?

Segurana:

Como garantir uma operao segura num contexto distribudo de rede e telecomunicaes

Comunicao:

Que tipo de modelo de comunicao necessrio ao Smart Grid? Bidirecional? Qual o nvel de interatividade? Quo aberto deve ser?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Smart GridsRedes & Telecom

17/10/2013

Redes (como uma soluo integrada e consistente)so imprescindveis para Smart Grid

Integrao da Informao

Infraestrutura de Telecomunicao + TI

IEEE Smart Grid Workshop

Contribuir para atender s demandas de uma rede de energia eltrica do futuro, seja aumentando a confiabilidade dos sistemas de distribuio e transmisso, seja buscando a eficincia energtica ou at diminuindo suas perdas.

Comando

Controle

Monitoramento

Medio

Automao

Gerao distribuda

Tecnologias Wireless & HAN para o Smart Grid

17/10/2013

TecnologiaEspectroBandaAlcanceAplicaesLimitaesGSM900-1800 MhzAt 170 Kbps1-10 KmAMI, Resposta a Demanda (DR), HANBaixa Largura de Banda4G2.5 GhzAt 200 Mbps1-50 KmAMI, DR, HANEspectroWiFi IEEE 802.112.4-5.8 GhzAt 155 Mbps1-300 mAMI, HANCurto alcanceWiMax IEEE 802.162.5 Ghz3.5 Ghz5.8 GhzAt 75 Mbps1-5 Km1-5 Km10-50 KmAMI, DRPoucas implementaesPLC3-500 Mhz1.8-30 Mhz1-3 MbpsAt 200 Mbps1-3 KmAMI, Deteco de fraudesRudos em redesZigBee2.4 Ghz868-915 MhzAt 250 Kbps30-90 mAMI, HANCurto alcance e baixa largura de bandaBluetooth2.4-2.4835 MhzAt 721 Kbps1-10 mHANCurto alcance e alto consumo de energia

IEEE Smart Grid Workshop

Smart Grid e RedesElementos do Projeto

Vrios aspectos devem ser considerados num projeto de uma soluo Smart Grid para o sistema eltrico

Arquitetura da(s) Rede(s):

Inclui a integrao de tecnologias para os diversos tipos de rede envolvidos na soluo Smart Grid

Dados:

Inclui toda uma sistemtica de aquisio, formatao, armazenamento, recuperao, distribuio e processamento de informaes entre os sistemas e aplicaes da soluo Smart Grid

Diversos padres envolvidos

Aplicaes e interfaces (APIs Application Programming Interfaces):

Estruturadas por setor

Um aspecto fundamental a representao e semntica dos dados propiciando (suportando) a integrao da diferentes aplicaes:

Ex.: como os dados de monitoramento no cliente (consumo) podem ser usados visando uma previso de demanda?

17/10/2013

IEEE Smart Grid Workshop

Outros Padres para o Smart Grid

17/10/2013

Tipo / PadroDetalhesAplicaoIEC 61968 e IEC 61970Prover um Modelo de Informao Comum (CIM) relacionado troca de informaes entre os centros de controle. O primeiro relacionado aodomnio de transmisso e o segundo ao domnio de DistribuioEMS (Aplicaes do centrode controle).IEC 60870-6 / TASE2Troca de dados entre o centro de controle da utility e o centro de controle regional.Centro de Comunicao IntercontroleIEC 62351Definio de segurana para protocolos de comunicao.Sistemas de Segurana daInformaoIEEE P2030Diretrizes de interoperabilidade, terminologia, caractersticas, critrios funcionais, de desempenho e de avaliao.Aplicaes do lado cliente

Padronizao um elemento importante para a soluo Smart Grid

Diversas aes em curso: ITU-T, IEC, IEEE, outros

IEEE Smart Grid Workshop

Outros Padres para o Smart Grid

17/10/2013

Tipo / PadroDetalhesAplicaoIEEE P1901Comunicaes de alta velocidade em linhas de fora (BPLC Broadband over Power Line Communications)Aplicaes smart grid e residenciaisITU-T G.9955 e G.9956Especificaes de camadafsica e de camada de enlace,Respectivamente (NB-PLC : Narrow Band PLC)Automao da Distribuio, AMIANSI C12.22Descreve a comunicao detabelas C12.19 sobre redes quaisquer.AMIANSI C12.18Estrutura de dados paracomunicao bidirecional como medidor.AMIANSI C12.19Define tabelas de estruturasde dados a serem transferidasdo medidor para o mdulo de comunicao.AMI

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Outros Padres para o Smart Grid

17/10/2013

Tipo / PadroDetalhesAplicaoIEC 61850Flexvel, a prova de futuro,padro aberto, comunicao entre dispositivos de transmisso, distribuio e sistemas de automao de subestao.SAS (Automao de Subestao)Redes e sistemas de comunicao para automao das concessionrias de energia

IEC 61850 uma componente bastante importante e relevante no contextodo Smart Grid na medida em que procura estabelecer padres de comunicaocom um foco maior na automao, mas podendo ser aplicado em outros segmentos do sistema eltrico

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Como modelar todo esse sistema?Como integrar?Como garantir interoperabilidade?Como atender a rede do sculo 21 e suas novas necessidades ?

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Norma IEC 61850

Smart Grids

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IEC 61850 - Introduo

ltimos 110 anos sem mudanas revolucionrias na rede de energia eltrica

Rede do sculo 20 no se adapta mais as necessidades do sculo 21

Evoluo

Industria de Energia Eltrica passando por uma grande mudana

Uso de tecnologias para atender aos desafios de hoje e do Futuro

Smart Grids

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Fazer o link Smart Grid com IEC Se no tiver sido feito

Abordar o fato de os IEDs de proteo atuais terem capacidade de assumir, alm das funes de proteo, funes de aquisio de dados, controle e

automao em subestaes e usinas e de compartilhar estes dados com outros IEDs, atravs da rede LAN

Histrico

Dispositivos Eletrnicos Inteligentes para Controle e Proteo (IEDs)

Quais as consequncias?

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Fazer o link Smart Grid com IEC Se no tiver sido feito

Abordar o fato de os IEDs de proteo atuais terem capacidade de assumir, alm das funes de proteo, funes de aquisio de dados, controle e

automao em subestaes e usinas e de compartilhar estes dados com outros IEDs, atravs da rede LAN

Histrico

Com as consequncias da evoluo do Sistema Eltrico de Potncia

Diversos protocolos proprietrios e padres.

Cada fabricante desenvolveu seu prprio protocolo de comunicao

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MODBUS

DNP

IEC 60870-5-101

IEC 60870-5-104

FIELDBUS

Outros...

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Vrias geraes de tecnologias convivem hoje em dia, dentro das subestaes. Estas vm sendo ampliadas, medida que a demanda vem crescendo. Cada gerao de tecnologia resolve uma determinada necessidade, e foram sendo agregadas s instalaes. Nas reas de superviso, controle e monitoramento, surgiram vrios protocolos de comunicao. Os mais conhecidos, por serem protocolos abertos, so MODBUS, DNP3 e IEC 60870-5-101.

Esta Torre de Babel, dificulta e encarece os projetos de novas subestaes e principalmente as ampliaes, pois os equipamentos dos vrios fabricantes no operam entre si (interoperabilidade), e mesmo duas geraes de equipamentos de um mesmo fabricante, apresenta dificuldades de integrao.

Histrico

Necessidade de padronizao.

Surgiu da necessidade de uma arquitetura nica entre todos os dispositivos independente de seu fabricante ou da funo que exera na subestao

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Atualmente visa a modelagem dos sistemas e redes de comunicao para a automao do sistema eltrico!

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soluo unificada de comunicao e aplicaes

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Histrico

Principal objetivo da norma IEC 61850:

Garantir interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes

Suportar a evoluo de tecnologias

Possibilitar a comunicao com alta velocidade e elevada confiabilidade

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Histrico

1994

EPRI IEEE, USI

1996

IEC TC57

UCA (Utility Communications Architecture): IEEE + EPRI (Electric Power Research Institute) com o objetivo de desenvolver uma estrutura de comunicao em tempo real que fosse comum a todas as empresas.

Projeto apesar de bem sucedido, ainda no atendia a todas as necessidades de modelagem para as subestaes

3 Grupos de Trabalho do Comit Tcnico (TC57) da IEC, 10,11 e 12 com o objetivo de preparar um padro de comunicao de sistemas em subestao

Fonte: D. Proudfoot, UCA and 61850 for dummies, em Distri-buTECH 2002, p. 47 51, fevereiro de 2002

2002

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D. Proudfoot, UCA and 61850 for dummies, em DistribuTECH 2002, p. 47 51, fevereiro de 2002

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IEC 61850 - Introduo

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Qual a mudana no cenrio Atual

O que o IEC 61850 propem?

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IEC 61850 - Introduo

Cenrio

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IEC 61850

Ethernet

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Com os avanos da eletrnica e das redes de computadores, verificou-se que haveria um grande ganho na Automao de Subestaes, se estas tecnologias fossem a ela incorporada.

Foi adotada a tecnologia TCP/IP. Portanto, todos os conceitos oriundos das redes de computadores comerciais, como Endereos IP, Endereos MAC, LAN, WAN, Roteamento, Frames, Datagramas, etc.., vm para o mundo da Automao e Proteo de Subestaes, de forma totale completa. O transporte das informaes entre dois dispositivos encapsulada em TCP/IP, padro da internet mundial, confivel e j testadoem todo mundo h mais de 20 anos. No seria necessrio re-inventar nada.

Na norma quanto camada fsica, existe apenas a recomendao do uso da 100 Base-FX com conector ST, mas deixa livre a utilizao de tecnologias futuras.

Falar da mudana no cenrio trazida pela Norma...

OBS: IEC 60870-5-101/104(P3 (pode ser considerado o DNP3 Europeu)

Protocolos seriais.

IEC 60870 101

DNP3

Modbus

Modelo Mestre / Escravo

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IEC 61850 - Introduo

No um protocolo!

O IEC 61850 no define mquina de estados, mas um modelo de informao.

um modelo que padroniza a comunicao e o sistema de automao de energia (e no se limita a modelagem na subestao!)

Parte 90-1 modela a comunicao entre subestaes.

Revised - Draft IEC TR 61850-90-8, IEC 61850 object models for electric mobility (veculos eltricos)

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a segunda edio da norma est mudando seu foco da subestao para comunicaes de sistema de potncia,

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IEC 61850

O que esse modelo de Informao prope?

Modelagem dos dispositivos de automao da subestao

Orientao a objetos

Modelagem dos mecanismos de comunicao

Troca de mensagens

Linguagem de configurao padronizada (SCL)

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Melhorar a distribuio do slide

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

Como modelar

um Disjuntor?

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Registrar e controlar operaes.

O que faz o disjuntor?

Abre e Fecha!

Mas faz mais que isso...

Vida til do disjuntor

Registrar fundamental!

O disjuntor pode estar bloqueado para abrir ou fechar, em manual ou telecomando.

Todas as informaes devem se coletadas e armazenadas.

Modelar um Disjuntor, nos seus aspectos relacionados com Automao, significa registrar e controlar as suas operaes. O que faz um Disjuntor ? Abre e fecha ! Mas faz mais que isto. Quando abre, interrompe uma corrente eltrica ( potncia ativa MW ). A intensidade da corrente eltrica interrompida determina a degradao dos contatos eltricos do disjuntor, afetando sua vida til. Registrar e acumular as correntes interrompidas tambm fundamental. O Disjuntor pode estar bloqueado para abrir ou fechar, em manual ou telecomando. Todas esta informaes devem ser coletadas e armazenadas.

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

IEC 61850 Inteligncia est distribuda nos dispositivos

Disjuntores

Transformadores

O Rel de proteo pela sua caracterstica micro-processada foi o primeiro.

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Com CPUs e Placas de Rede!

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Este o Modelo, e todos os grandes fabricantes mundiais esto

mobilizados para disponibiliz-los ! Rels de Proteo, pela sua caracterstica

micro-processada, foram os primeiros. J existem os Controladores de

Disjuntores , equipamentos que incorporam a inteligncia aos mesmos, para

equipamentos antigos, quando for necessria uma modernizao. Grandes

transformadores j vm, h vrios anos, com sua automao embarcada.

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

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Qual o melhor modelo?

O que mais se aproxima da Realidade!

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aquele que mais se aproxima da realidade !!! Esta mxima, que se aplica engenharia de uma forma geral, tambm se aplica engenharia de software e automao.

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

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Disjuntor

N Lgico XCBR

(Circuit BReaker)

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http://eletricatotal.wordpress.com/page/2/

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

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Seccionadora

N Lgico XSWI

(switch)

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pode ser utilizada para interromper baixos nveis de corrente de carga associadas a barramentos e buchas de disjuntor, bem como outras correntes de baixa tenso comuns em subestaes.

Ideal para isolamento de transformadores, disjuntores e outros equipamentos de subestao para reparo e manuteno;

Disconnector INTERRUPTOR- Switch

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

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N Lgico TCTR

(Current TRansformer)

N Lgico TVTR

(Voltage TRansformer )

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

Agrupados de acordo com sua rea de aplicao mais comum

Ex:

TXXX - Transformadores e Sensores

TCTR - Transformador de Corrente (Current TRansformer)

TVTR - Transformador de Potencial (Voltage TRansformer )

XXXX - Interface com chaves de processo(ex: disjuntores)

XCBR - Chave disjuntor (Circuit BReaker)

XSWI - Chave Seccionadora (switch)

Sua funcionalidade textualmente descrita

Fonte: IEC 61850-7-1: Communication Network and Systems for Power Utility Automation. Basic Communication Structure Compatible Logical Node Classes and Data Object, 2010

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Norma IEC 61850 -Grupos de Ns Lgicos

A norma padroniza um conjunto de 26 grupos de ns lgicos agrupando funes de proteo e controle

Outros Exemplos:

PXXX - Funes de Proteo

PTOC Proteo de Sobrecorrente (Time OverCurrent)

PDIS - Proteo de distncia (Distance)

CXXX - Controle

CSWI - Controlador de chaveamento

SXXX - Superviso e Monitoramento

AXXX - Funes Automticas de controle

MXXX - Medies

YXXX - Processos de transformadores de potencia

I XXX - Interface de arquivamento

GXXX - Funes genricas

Fonte: IEC 61850-7-1: Communication Network and Systems for Power Utility Automation. Basic Communication Structure Compatible Logical Node Classes and Data Object, 2010

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Norma IEC 61850 Exemplo comando de um Disjuntor

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IHMI Interface Homem Mquina

XCBR Disjuntor

TCTR Transformador de Corrente

TVTR Transformador de Potencial

CSWI Controlador de chaveamento

Disjuntor

TVTR

IHMI

IARC

MMTR

PIOC

CSWI

TCTR

XCBR

MMXU

IARC Interface de Arquivamento

PIOC Proteo de Sobrecorrente

Instantnea

MMTR Contador

MMXUMedio Operativa e indicativa

Comando

Fechar dj

Fechar disjuntor

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

Como feita a modelagem dos dispositivos?

Exemplo:

O que desejamos:

Estado (Posio aberta ou fechada do disjuntor)

Disjuntor 5

Disjuntor

Objeto de dados (atributo)

EX: cor da pele, altura, peso...

Objeto Concreto (uma instncia)

Ex : Juliana Paes, Gloria Pires

Classe abstrao - descreve um conjunto de objetos, com os mesmos atributos, operaes.

Exemplo : Atrizes

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Orientao a objetos

O que um n lgico?

um elemento funcional da funo

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Dispositivo Fsico (endereo de rede)

Norma IEC 61850

Estrutura e Nome de Objeto

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Dispositivo Lgico

MyLD

DispositivoLgico/NLgico.Objeto.Atributos

StVal (0,1,2 ou 3) =

Intermedirio

Aberto

Fechado

Falha

XCBR2.

MyLD/

Pos.

StVal.

Valor de status da posio do disjuntor

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MyLD.XCBR2.Pos.StVal - Valor de status da posio do disjuntor

At aqui 25 min

Mod (modo, se esta em teste bloqueado on off...)

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Modelagem dos Dispositivos de Automao da subestao

Concepo de Links e Ns Lgicos

Fonte: IEC 61850-5: Communication Network and Systems in Substations. Communication requirements for functions and device models, 2003

Funo 1

Funo 2

NL 4

NL 3

NL 1

NL 2

NL 5

NL 6

NL 0

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LN0 dedicado para

Logical node zero (LLN0) representa os dados comuns do Dispositivo Lgico.

Logical node physical device (LPHD) representa os dados comuns do Dispositivo Fsico que suporta o Dispositivo Lgico.

LLN0 e LPHD so definidos em todos Dispositivos Lgicos

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Funes dos IEDs

O que uma funo em uma subestao?

Operaes no sistema em alto nvel

Ex:

Funo de Proteo

Abertura de um disjuntor para desenergizar uma linha com sobrecarga

Funo de Controle

Comandos

Verificar Alarmes e Eventos pela IHM

Funo de Automao (automticas)

Funes de Monitoramento

Fornece dados para analisar falhas

Funes de Superviso

Gerenciamento de eventos em tempo real (mudana de estado)

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Funes de proteo operam diretamente sobre o processo, a fim de isolar as falhas ocorridas na rede ou na planta. A tarefa de qualquer funo de proteo monitorar os valores da rede de potncia ou transdutores (tenso, corrente, temperatura, etc.) e emitir um sinal de alarme ou trip que isola do sistema o objeto protegido (cabo, linha, transformador, disjuntor, etc.). O comportamento de qualquer funo de proteo controlado por um conjunto de parmetros que pode ser alterado