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Sistemas Especialistas na Operação de Sistemas Elétricos
Antonio Carlos Xavier de Oliveira
Diogo Domingos da Silva
Rafael Moreira Miggiorin
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Roteiro da apresentação
• Introdução do Sistema Elétrico• Aquisição de conhecimento• Frames • Regras• SE Diagnóstico de Falhas• SE Operação do Sistema Elétrico -
ORGANON• Referências
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Sistema Elétrico Sul
4
Subestação 230 kV / 138 kV
5
Subestação 138 kV
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Aquisição do Conhecimento
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Representação do Conhecimento
• Frames • Redes Semânticas;
Regras de Produção;
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Rede Semântica: Sistema Elétrico
Sistema
Região de Op:
Linha
Tensão:
Capacidade:
Máquina
Capacidade:
Tensão:
Gerador/Compensador
possui
Subestação
Tensão:
Capacidade:
Barramento
Tensão:
possui
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Representação do Conhecimento
Dados - Conhecimento declarativo
Fatos sobre objetos, eventos e situações.
“O disjuntor 1 pertence a linha 4.”
“Tensão Máxima do Barramento 1 é...”
“Tensão Mínima no Barramento 1 é...”
“Capacidade da Máquina 3 é...”
“Capacidade da Linha 2 é...”
10
Modelo Básico de um S. Esp.
11
Frames do Sistema ElétricoSistema
Região de Op:
Linha:
Subestação:
Linha
Capacidade:
Corrente:
Tensão:
Subestação
Tensão:
Frequência:
Tensão Máx/Min:
Máquina:
Máquina
Tensão:
Frequência:
Tensão Máx/Min:
Gerador
Capacidade:
Corrente:
Tensão:
Compensador
Capacidade:
Corrente:
Tensão:
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Fluxo de CargaInterface ORGANON
Ocorrência
Sistema Estabilizado?
NÃO
Inferência
Base de Regras
SIM
Inferências
Atuação de Máquinas
Rejeição de Carga
Banco de Dados
Editor de Regras
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Exemplo de Regra - Conhecimento de procedimento
Informações sobre o curso de ações. “Se Vmin B1 < VB1 <VmaxB1 Então
B1 dentro da faixa de operação Se não
atuar nas máquinas do sistemaSe VB1<VB1min Então
Aumentar a tensão da máquina até VB1=(VmaxB1+VminB1) /2 Se não
Diminuir a tensão da máquina até VB1=(VmaxB1+VminB1) /2 Se !(Vmin B1 < VB1 <VmaxB1 ) Então
iniciar sistema de rejeição de carga”
14
Subestação
15
Rede Semântica: Subestação
Subestação
B. Operação
possui
DJ Linha
CS Isoladora DJ - Linha
Chave Seletora de Barra - P
Nó da Linha
DJ Interligação
se conecta
Chave By-Pass
Linha
B. Transferência
Chave Seletora de Barra -T
Chave 43T
Proteção Linha
Chave Seletora de Barra - P
Intermitente TransferidaNormal
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Representação do Conhecimento
Dados - Conhecimento declarativo
1 - Barramento de Operação 1 pertence a Subestação A;2 - Chave Seletora de Barras 751 se conecta a DJ de Interligação 752
e a Barramento de Operação 1;3 – DJ de Interligação752 se conecta a CS 751 e a CS 753;4 – CS 753 se conecta a CS 751 e ao NÓ 1;5 – NÓ 1 se conecta a CS 753 e CS 755 e a Bay A;6 – CS 755 se conecta ao NÓ 1 e Barramento de Transferência7 - CS 731 se conecta ao Barramento de Operação e ao DJ 732 ;8 - DJ 732 se conecta a CS 731 e a CS 733;9 - CS 733 se conecta a DJ 732 e ao Barramento de Transferência;10 - Barramento de Transferência 1 pertence a Subestação A;
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Subestação
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Regras de Manobra
Premissa: A linha nunca deve estar desprotegida.
Regra 1.Se Objeto (X) conectado a Objeto (A) e a Objeto (B) e Objeto (X) == fechado Então
Objeto (A) conectado Objeto (B) Se não Objeto (A) conectado Objeto (B)
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Regras para Manobra
Regra 2.Se Objeto (A) conectado a NÓ (X) e Objeto (B) conectado a NÓ (X) Então
Objeto (A) conectado Objeto (B)Regra 3
Se Objeto (A) conectado a NÓ(X) e a NÓ(Y) e Objeto (A) == fechado e Objeto(B) conectado a NÓ (X) e a NÓ (Y) e Objeto(B) == fechado Então Objeto (A) em paralelo Objeto (B)
NÓ (X) conectado NÓ (Y)
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Regras de Manobra
Regra 4.Se Linha(A) conectado a Barramento Operação (X) Então
Linha(A) ligadaSe não
desligadaRegra 5.
Se DJ fechado e CS conectado a DJ Então Nunca abrir CS
Regra 6.Se DJ aberto Então CS By-pass aberta
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Regras de Manobra
• Função 1: Verificar estados dos Objetos;
• Função 2: Alterar estados dos Objetos;
• Função 3: Testar Conexão da Linha X com Barramento de Operação;
• Função 4: Verificar número de caminhos alternativos para o Barramento;
• Função 5: Manobra de ByPass
• Função 6: Manobra de Normalização
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Manobra By-pass do DJ 752
1) Verificar estado do DJ 732 e CS733 e CS731;- Se abertas Então Fechar CS e DJ
2) Alterar CH43T para Posição “Intermitente”
3)Fechar CS755
4) Verificar DJ 752 e CS753 e CS751- Se fechadas Então Abrir DJ e CS
5) Chave CH43T Posição “Proteção Transferida” para o DJ732
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Subestação
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Diagnóstico de Falhas
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Rede Semântica: Diagnóstico de Falha
Subestação A
Linha
pertence a
Proteção
Transmissor Receptor
pertence a
Disjuntor
pertence aatua no
pertence a
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Regras para Diagnóstico de Falha
• Se Sinal Relé R1 == TRUE Então– Abrir DJ – Enviar Sinal de Transfer Trip eDiagnóstico:– Falha < 80% do alcance do Relé
• Se Sinal Transfer Trip == TRUE Então– Abrir DJDiagnóstico:– Falha > 80% da linha
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Tratamento de Alarmes eDiagnóstico de Falhas
• falhas em sistemas elétricos produzem “avalanche de alarmes”
• o operador do sistema tem dificuldade em interpretar a situação e diagnosticar
• a experiência de engenheiros é a principal ferramenta para a análise de ocorrências.
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Sistema Proposto
• Extrator de dados: extrair de um banco de dados (em determinados intervalos de tempo) ocorrências de alarmes para os equipamentos monitorados
• RNA: o arquivo de alarmes é submetido a uma rede MLP que retorna diferentes probabilidades para cada alarme
• Árvore de Decisão: cada alarme identificado como falha pela RNA é submetido a uma Tabela de Decisão que retorna sua causa mais provável.
• Gerador de Diagnóstico: gerar resumos que informam: equipamentos que sofreram desarme, possíveis equipamentos atingidos, proteções atuadas, quantidade de corrente interrompida e causas mais prováveis da falha.
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Estudo de Caso
30
ORGANON
31
ORGANON
32
ORGANON
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FIM
• Referências– ORGANON, ONS– BATISTA L., CUNHA R., VASCONCELOS G., ADEODATO P., Artigo. „Sistema
Híbrido Inteligente para Tratamento de Alarmes e Diagnóstico de Falhas em Redes Elétricas“.
– FERREIRA VICTOR, V. Dissertação. „Sistema Especialistas para Detecção de Falhas em Comandos Elétricos“.
– CELESTE GHIZONI TEIVE, R. Dissertação. „Planejamento da Expansão da Transmissão de Sistemas de Energia Elétrica Utilizando Sistemas Especialistas“.
– UBIRATAN LANZIERI DE AZEVEDO MAIA, W. Dissertação. „Sistema Integrado de Operação e Diagnóstico de Falhas para Sistemas de Energia Elétrica – SODF“