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, Engineering at Industry, the 2nd rule
Marcelo Siqueira's Paper for Electrical Engineering Conclusion.
1. <ul><li>Universidade Federal do Pará </li></ul><ul><li>Instituto de Tecnologia </li></ul><ul><li>Faculdade de Engenharia Elétrica </li></ul><ul><li>IMPLANTAÇÃO DOS PROGRAMAS DE ANÁLISE DE REDES DO CEPEL NA ELETRONORTE. </li></ul> Marcelo Siqueira da Silva - 04020002001 INSTITUTO DE TECNOLOGIA ITEC
2. Membros da Banca Examinadora <ul><li>Prof. Dr. Ubiratan Holanda Bezerra (Orientador) </li></ul><ul><li>Engº Daniel Augusto Martins (Co-Orientador) </li></ul><ul><li>Profa. Dra. Maria Emília de Lima Tostes (membro da banca) </li></ul><ul><li>Prof. Dr. Marcus Vinicius Alves Nunes (membro da banca) </li></ul><ul><li> </li></ul>
3. <ul><li>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: </li></ul><ul><li>Apresentar a metodologia aplicada no desenvolvimento da implantação dos programas e análise de redes do Cepel; </li></ul><ul><li>Fazer a apresentação dos parâmetros utilizados na configuração do Estimador de Estado; </li></ul><ul><li>Apresentar as dificuldades de encontrar dados confiáveis para fazer a configuração da rede. </li></ul><ul><li>As dificuldades de comissionar as funções de análise de redes antes da sua entrega para operação industrial </li></ul>Resumo
4. 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.
5. <ul><li>SAGE/EMS = SAGE/SCADA + SAR (Sistema de Análise de Redes) </li></ul><ul><li>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: </li></ul>A Modelagem EMS no SAGE
6. <ul><li>Portabilidade: Opera em diferentes plataformas de hardware e software. </li></ul><ul><li>Modularidade: Tornar simples a inclusão, eliminação e alteração de módulos ou mesmo de novos Centros de Controle. </li></ul><ul><li>Interconectividade: Pode ser instalado e operado em plataformas de hardware heterogêneas, com equipamentos de diferentes portes e fabricantes. </li></ul><ul><li>Expansibilidade: Pode crescer gradualmente. Pois a configuração física da rede é transparente, permitindo a utilização de diversas tecnologias de rede </li></ul><ul><li>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 </li></ul>A Modelagem EMS no SAGE
7. <ul><li>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. </li></ul><ul><li>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; </li></ul><ul><li>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; </li></ul><ul><li>O Relacionamento é a maneira pela qual duas entidades estão associadas entre si. </li></ul>A Modelagem EMS no SAGE
8. A Modelagem EMS no SAGE
9. <ul><li>Principais Arquivos do Configurador de Redes: </li></ul><ul><li>LIG.dat : Descreve a conexão de cada terminal dos equipamentos aos pontos de conexão da estação. </li></ul><ul><li>SBA.dat : Corresponde a cada trecho dos barramentos da estação que podem ser seccionados. </li></ul><ul><li>CNC.dat : Define conectores à estação, que são os equipamentos de manobra constituídos por chaves seccionadoras e disjuntores. </li></ul><ul><li>LTR.dat : Apresenta as linhas de transmissão em uma estação. </li></ul><ul><li>EST.dat : Defini as estações em uma instalação, sendo ela o conjunto de equipamentos que estão conectados a um mesmo nível de tensão. </li></ul><ul><li>CAR.dat : Corresponde à modelagem de uma linha de transmissão ou de um transformador que foi desprezado do sistema de interesse. </li></ul>Arquivos do Modelo EMS
10. <ul><li>Principais Arquivos do Programa Estimador de Estados : </li></ul><ul><li>PAS.dat : D efinem relacionamentos entre os pontos de medição analógica com os equipamentos e as estações. </li></ul><ul><li>PDS.dat : D efinem o relacionamento entre os pontos de medição digital com os equipamentos e as estações. </li></ul><ul><li>REA.dat : Define os parâmetros do equipamento reator utilizado. </li></ul><ul><li>TR2.dat : Define os parâmetros do equipamento transformador de dois terminais. </li></ul><ul><li>TR3.dat : Define os parâmetros do equipamento transformador de três terminais. </li></ul><ul><li>CSI.dat : Define os parâmetros do Compensador Síncrono. </li></ul><ul><li>CSE.dat : Define os parâmetros do Capacitor Série. </li></ul><ul><li>CRE.dat : Define os parâmetros do Compensador Estático Controlável. </li></ul><ul><li>BCP.dat : Define os Parâmetros do Banco de Capacitor. </li></ul>Arquivos do Modelo EMS
11. Arquivos do Modelo EMS
12. <ul><li>Parâmetros Necessários para Execução do Configurador de Rede: </li></ul><ul><li>Descrição Estática da Topologia da Rede Elétrica: Descreve a conexão entre os equipamentos elétricos e de manobra. </li></ul><ul><li>Estado Atualizado das Chaves e Disjuntores: Apresenta o estado atualizado de chaves e disjuntores atualizados pelo SCADA. </li></ul><ul><li>Modelo de Barras Referente à Execução Anterior : A cada execução,o configurador de rede atualiza o modelo de barras a partir do modelo anterior. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Medidas Analógicas: É necessária para verificar a consistência dos equipamentos que apresentam erros de topologia </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
13. <ul><li>Interface Gráfica : Tela Controle de execução </li></ul><ul><li>controlar a execução das diversas aplicações instaladas no sistema SAGE: Configurador, executar programa, Ativação(manual, evento ou periódica) </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
14. Parâmetros do SAGE EMS Tela Parâmetros do Configurador Interface Gráfica :
15. Parâmetros do SAGE EMS Unifilar de Ilhamento Interface Gráfica :
16. Parâmetros do SAGE EMS Pontos Digitais Alterados pelo Configurado Interface Gráfica :
17. <ul><li>Parâmetros Necessários para Execução do Estimador de Estado: </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Dados dos Pontos de Medidas Analógica: Valores dos limites (operativos, físico e de escala) dos pontos de medida analógica. </li></ul><ul><li>Dados Estáticos do Banco de Dados: apresenta os dados cadastrais acerca dos parâmentos da rede elétrica e do sistema de telemedição. </li></ul><ul><li>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.) </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
18. <ul><li>Interface Gráfica : Tela Parâmetros do Estimador Estados </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
19. <ul><li>Interface Gráfica : Sumário das medidas com Erros Grosseiros </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
20. <ul><li>Interface Gráfica : Medidas Excluídas pelo Estimador </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
21. <ul><li>Interface Gráfica : Alarmes do Estimador de Estados </li></ul>Parâmetros do SAGE EMS
22. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>1º Opção: Utilização do próprio ambiente de operação em tempo real para a implantação do SAR. </li></ul><ul><li>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: </li></ul><ul><li>Identificadores das variáveis. </li></ul><ul><li>Relançamentos freqüentes do sistema informático. </li></ul><ul><li>Modernização do SPCS da Empresa. </li></ul>
23. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>Identificadores das variáveis. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>EX: GMBR602VBV (Tensão na barra II do pátio de 230 KV da Subestação de Guamá). </li></ul><ul><li>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". </li></ul>
24. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>Relançamentos freqüentes do sistema informático. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
25. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>Relançamentos freqüentes do sistema informático. </li></ul><ul><li>Para se conseguir o relançamento de um centro de operação é necessário seguir todo um ritual composto pela: </li></ul><ul><li>Emissão de uma "ordem de serviço - O.S." no sistema SAP/R3; </li></ul><ul><li>Espera por sua autorização pelos operadores do sistema do centro de operação regional; </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
26. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>Modernização do SPCS da Empresa. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
27. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>2º Opção: Utilização de uma plataforma de desenvolvimento (mosqueiro) para a implantação do SAR: </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
28. A Metodologia de Implantação no COR-PA <ul><li>3º Opção(ATUAL): Centralização do desenvolvimento na sede da empresa: </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Novamente resolveu-se alterar o cenário e optou-se pela centralização do desenvolvimento e a implantação do sistema na sede da empresa. </li></ul><ul><li> 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. </li></ul><ul><li> </li></ul>
29. Considerações Finais <ul><li>A implantação dos Programas de Análise de Redes é um esforço antigo da Eletronorte para ter essas ferramentas em funcionamento e em pleno uso. </li></ul><ul><li>A Eletronorte ainda não sabe quando este modelo estará se executando no sistema central e até mesmo se esta migração vai acontecer. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
30. Considerações Finais <ul><li>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. </li></ul>
31. Agradecimentos <ul><li>A Deus por ter me concedido sabedoria e perseverança no decorrer </li></ul><ul><li>da construção deste trabalho. </li></ul><ul><li>Aos meus pais João Gomes da Silva e Vilma Siqueira da Silva pelo </li></ul><ul><li>carinho, amor, paciência, amizade e confiança depositada a minha pessoa. </li></ul><ul><li>A minha esposa Daniela Travassos pelo carinho, apoio,atenção, amor, </li></ul><ul><li>desde o tempo de cursinho. </li></ul><ul><li>As minhas irmãs Danielle, Márcia e Nila pelo apoio e companheirismo. </li></ul><ul><li>Ao Engenheiro Daniel Augusto Martins que na verdade foi mais que </li></ul><ul><li>um supervisor, pela orientação no desenvolvimento deste trabalho. </li></ul>