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 INSTITUTO DE TECNOLOGIA ITEC

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 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.

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 : D efinem relacionamentos entre os pontos de medição analógica com os equipamentos e as estações.

PDS.dat : D efinem 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

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 execução

controlar a execução das diversas aplicações instaladas no sistema SAGE: Configurador, executar programa, Ativação(manual, evento ou periódica)

Parâmetros do SAGE EMS Tela Parâmetros do Configurador Interface Gráfica :

Parâmetros do SAGE EMS Unifilar de Ilhamento Interface Gráfica :

Parâmetros do SAGE EMS Pontos Digitais Alterados pelo Configurado Interface 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.)

Interface Gráfica : Tela Parâmetros do Estimador Estados

Interface Gráfica : Sumário das medidas com Erros Grosseiros

Interface Gráfica : Medidas Excluídas pelo Estimador

Interface Gráfica : Alarmes do Estimador de Estados

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.

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”.

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.

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.

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.

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.

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