Tornando Realidade da Rede do futuro. Supervisão e Automação da Rede de Média Tensão

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1 Tornando Realidade da Rede do futuro Supervisão e Automação da Rede de Média Tensão

2 Supervisão e Automação da Rede de Média Tensão Supervisão remota. Operação remota (Automação). A questão sobre o que torna uma rede de energia elétrica inteligente, ou quais são os passos que precisam seguir para que possamos enquadrá-la, com propriedade, dentro do conceito de SmartGrid, tem tantas respostas quanto peritos que as respondem. No entanto, quase todos concordam sobre a necessidade de incorporar ou melhorar certas características que já fazem parte do próprio conceito de SmartGrid e, en ocasiones, lo definen. Muitas destas características já foram incorporadas, ainda que parcialmente, nas redes existentes e, em qualquer caso, representam objetivos técnicossempre perseguidos. O que diferencia a situação atual é a disponibilidade de tecnologias (sensores, comunicações, processo digital, eletrônica de potência...), que possibilitam sua implantação em massa, a um custo permissível, nas redes de distribuição de média tensão. A rede de distribuição marca a fronteira na qual o sistema elétrico entra en contacto com seus usuários, tanto na vertente de consumidores como de geradores. Como consumidores, formam um conjunto cada vez mais exigente com a qualidade do serviço recebido, e a rede tem que ser capaz de satisfazer esta exigência. Como geradores, a rede tem que tornar um espaço técnico que facilite sua participação no mercado de energia. Para ambos os comprometidos, a rede de distribuição tem que ser um meio robusto, flexível e confiável que disponha dos meios tecnológicos para reagir e resolver com rapidez e eficácia os incidentes que possam surgir de forma transparente para o usuário. Minimização do tempo de corte de fornecimento: - Localização rápida de avaria. - Reconfiguração. - Reposição. Incorporação de recursos distribuídos de geração e seu aproveitamento para o suporte da red. Topologias flexíveis de rede. Neste catálogo, apresentamos um conjunto de SOLUÇÕES ZIV que percorrem todo o arco de aplicativos necessários, desde a subestação até o centro de transformação, para dar ao operador da rede de distribuição os meios técnicos necessários para implantar a inteligência ao longo da rede e fazer desta um sistema que lhe permita adiantar-se aos problemas para assim evitá-los, e eliminá-los rapidamente quando estes venham a surgir. Optimização na gestão de ativos. Manutenção preditiva. Minimização de perdas. Qualidade de onda. Controle de tensão. Gestão e análises de incidentes. distribuição e transporte automação de sistemas de medida centro de transformação inteligência na gestão de dados (software) subestação condicionamento de onda hardware software serviço gestão geração distribuída tecnologia de comunicações

3 Supervisão e Automação da Rede de Média Tensão Na subestação Automação de Sistemas As subestações AT/MT são os pontos dos quais partem as redes de distribuição de média tensão e de onde inicia sua Automação. São instalações com uma larga história de aplicação de dispositivos inteligentes para controlar, proteger e monitorar o sistema elétrico de potência, tanto a nível local como pelos centros de manobras. Esta inteligência permite a resposta automática e confiável, em tempo real, diante de incidentes e/ou de alteração nas condições de operação, e apoia o planejamento de gestão de ativos. As arquiteturas de processo que são empregadas com base na distribuição dos equipamentos e funções em níveis, aplicando o princípio geral de que as funções se baseiam naquele nível no qual se dispõe de informação suficiente para sua execução e tomada de decisões. A Automação, que é baseada na aplicação de Padrões, formais ou D2de facto D3, de comunicação entre equipamentos e entre níveis, está plenamente instalada nos dois níveis superiores (nível 1 ou de posição (bay), nível 2 ou de subestação) e graças aos esforços normalizadores dos últimos anos (IEC61850) está alcançando os dispositivos que formam o Nível 0 (ou nível de processo). Funções que se apoiam sobre uma ampla gama de equipamentos de proteções e controle, com diferentes graus de integração funcional, que permitem ao usuário aplicar seus critérios técnicos com total flexibilidade e automatizar suas subestações até o nivel e ao ritmo que considere oportuno, concentrando ou distribuindo os equipamentos da forma que melhor se adapte a sua aplicação. As soluções de Automação são acompanhadas, sempre, de um conjunto de ferramentas de software através das quais, os equipamentos e os sistemas são configurados e personalizados à medida das necessidades dos usuários. Neste campo, oferecemos Soluções Software ZI amigáveis e flexíveis (ZIVERCOM, ZIVERGRAPH, ZIVERCID...) capazes de resolver qualquer aplicação de Automação de subestações. Na ZIV dispomos de uma vasta experiência na aplicação de soluções para subestações, utilizando Sistemas Integrados de Proteção e Controle (SIPCO) que abrigam todo o tipo de funções de Supervisão e Automação. Proteções. Automatismos de posição (bay) e subestação (Religamento, alívio de carga, reposição, controle de tensão, busca de terras, seletividade lógica, intertravamentos, transferência de carga ). Registro e armazenamento de informação. Redundância. Posto de operação local. Via de operação (Gateway) para o SCADA. Sinalização local e remota. Interfaces de operação e manutenção (IHM). Despacho de Manobras RTC / Rádio Modem WAN Corporativa IHM Remoto IEC DNP3 GESTEL PID 1 SEVCO INDACTIC, etc. (Interface RS232) Acesso a serviços web, FTP, etc. Consola de Operação Remota de ZIV via Conexão Serial (Protocolo nativo de ZIV sobre PPP e acesso a serviços web, FTP, etc.) Protocolos Serial PROCOME; DNP3; IEC ; etc. F.O. RS232 Modem RTC / Digital GPRS Modem Acesso Remoto Protocolo PPP RS232 Unidade Central Router Internet Consola de Operação Local de ZIV (Protocolo nativo de ZIV sobre TCP / IP e acesso a serviços web, FTP, etc.) Concentrador / Difusor 10/100 Base T F.O. F.O. F.O. Switch Rede Ethernet TCP / IP 10 / 100 Mb/s (Protocolo IED61850 e outros sobre TCP / IP) IEDs IEC61850 IED IEC61850 IED

4 Fora da subestação Inteligência nos centros de transformação TCA Além dos limites da subestação, estende-se o que, propriamente, constitui a rede de distribuição de média tensão, com topologias muito diferentes não só entre diferentes empresas de distribuição mas entre zonas pertenecentes a mesma companhia. Este é o lugar onde menos renovação tecnológica se tem produzido, onde existe maior complexidade e diversidade e onde, em maior medida, há a interação entre usuário e da rede. É por todas estas razões, que se torna necessário integrar uma rede de inteligência e de automação. Além do que entendamos por Smart- Grids, somente chegará a ser uma realidade se fizermos da rede de distribuição um sistema inteligente. Fora da subestação, a rede se estende através de centros de distribuição, elementos de reconexão e seccionamento (aéreos ou subterrâneos) e centros de transformação; instalações, estas últimas, em que a conexão é feita para os usuários. Automatizar estas instalações, fazendo com que a infraestrutura de comunicações as alcance e equipando-as de sensores, equipamentos de Supervisão, monitoração e atuação, é o passo obrigatório tanto para fazê-las visíveis aos centros de operação (SCADA) como para poder implantar as funções de Automação: Supervisão e operação remota: medida; estado; gestão de vida dos equipamentos e transformador; alarmes e segurança; seccionamento. Localização de faltas. Reconfiguração. Reposição. Controle de tensão. Entradas de conexão de sensores, com modelos tanto para transformadores convencionais como sensores não convencionais (Rogowsky e acopladores capacitivos). Entradas digitais para a Supervisão do estado do equipamento. Saídas para operações sobre o equipamento. Comunicações. O TCA oferece todas as funções necessárias para que possa ser o centro de inteligência para ser implantado nos nós da rede de distribuição sobre a qual operem as funções de Automação. As funções de comunicação permitem que seja inserido na rede implantada e que troque informação tanto com a subestação como com o centro de manobras para a implementação de funções automáticas. Detector de passo de falta direcional capaz de operar em ambientes com fluxos bidirecionais de potência. L ó g i c a p r o g r a m á v e l ( i m p l e m e n t a ç ã o d e automatismos). Funções de qualidade de serviço. Registro de faltas. Servidor Web para parametrização e acesso à informação.

5 Supervisão e Automação da Rede de Média Tensão Em MT. Conexão de fontes de geração dispersas A incorporação de recursos de geração distribuída é outra das forças que impõem a necessidade de dotar de inteligência as redes de distribuição de MT. Tais recursos são, em uma grande parte, obtidos a partir de fontes renováveis de energia, portanto contam com o apoio institucional e o respaldo social de uma cidadania preocupada com a mudança climática, que se sente responsável pela conservação do meio ambiente. Isto faz pensar que sua implantação continuará, e a rede de média tensão terá que dispor dos meios capazes não só de absorvê-la, embora não seja um problema, mas também, para que sirva de apoio ao suporte técnico da rede. Um dos problemas derivados da geração distribuída é sua atomação e dispersão, características que a faz invisível para o sistema elétrico e que dificultam o que este possa aproveitar-se de suas vantagens ao mesmo nível que no caso de plantas convencionais. Neste cenário surge o conceito de Planta de Geração Virtual (VPP) que agrega a capacidade de vários geradores dispersos e creia, a partir deles, um só perfil de operação, como se tratasse de um só gerador, permitindo-lhe a participação no mercado energético, a provisão de serviços complementários e aproximar-se de um comportamento determinista. A planta virtual se constitui por meio de ferramentas de software (Distribution Energy Management Systems DEMS) que se conectam aos diferentes geradores que formam seu portfólio energético. Com a finalidade de facilitar a conexão entre fontes de geração dessenvolvemos (como parte do projeto FENIX, enquadrada no FP6 da União Européia) o equipamento FENIX Box (FB) que representa a inteligência de nível local, quer dizer, ao nível das cargas e geradores. VPP Level Funções do equipamento Fenix box: Concentrador de dados suportado por uma base de dados em tempo real, para contadores inteligentes (SmartMeters) e recursos de geração distribuída. rede de comunicações IP XML, IEC /102 Padronização da interface de intercâmbio de informação e comandos ou consignas entre o sistema DEMS e os diferentes tipos de geradores e cargas. Alojamento de agentes locais para operação automática local, por meio de MSMQ e Serviços WEB. FENIX BOX concentrador de dados e comunicações PLC/RS485/Outros ModBus/101/102 concentrador de dados e comunicações PLC/RS485/Outros ModBus/101/102 c c c contador inteligente contador inteligente concentrador de dados e comunicações PLC/RS485/Outros ModBus/101/102 contador inteligente Suporte para protocolos padrões de comunicação com os níveis hierárquicos superiores (ex: IEC ) e com os contadores inteligentes e recursos de geração distribuída (ex: IEC , MODBUS, SNMP). Suporte de múltiplos interfaces de comunicação como PLC, ETHERNET, RS232 ou portas seriais de fibra óptica, permitindo desta forma comunicações sem fio (wireless) utilizando tecnologias do tipo GPRS ou 3G.

6 Nos centros de decisão. Gestão Inteligente de informação O Sistema de Gestão de Proteções, SGP software v.2.0, é uma aplicação Web multiusuário para a gestão remota de proteções e as análises de incidentes. gestão unificada de inventário, captura remota (programada e a demanda) de: eventos, relatórios de falta, registros oscilográficos e ajustes, gestão de alarmes e emissão automática de relatórios via correio eletrônico, documentação de incidências, geração estatísticas, relatórios, comandos de trabalho, repositório de arquivos associados, etc. No caminho de toda companhia elétrica rumo a uma rede de distribuição inteligente, coexistirá a gestão de sistemas tradicionais com a de outros providos de uma maior inteligência. Devemos nos equipar de Sistemas de Informação capazes de capturar, gerenciar e processar informação relevante de múltiplos cenários. Sistemas que nos ajudem a tomar decisões a tempo. Os sistemas SCADA, graças a padronização dos protocolos de comunicação na área de controle, são capazes de capturar dados determinantes em tempo real e apoiar a correta operação da Rede. No entanto, a área de proteções sofreu um atraso histórico pela complexidade na gestão de informação derivada do uso de múltiplos protocolos de comunicações. Este fato, será atenuado notavelmente com o uso extensivo do padrão IEC 61850, se bem que neste padrão, recordemos que também deveremos gerenciar um grande número de subestações tradicionais. Em ZIV desenvolvemos um Sistema de Gestão Remota de Proteções baseado em uma plataforma única de captura, padronização, classificação e armazenamento de dados de proteções recolhidos de relés de múltiplos fabricantes graças à emulação de seu protocolo de comunicações particular. Este repositório armazena informação de todos os equipamentos em um único formato (sobre um BD Oracle) e é a base necessária para servir informação senha para a análise e a tomada de decisões offline. Sua missão é ser fonte de informação para aplicações específicas que suportem a tomada de decisões em: - análises de incidências - gestão de ajustes - manutenção preditiva GIT Como complemento ao sistema de captura de dados, nas subestações, o dispositivo GIT centraliza a captura cíclica de informação, de modo que transmite somente ao centro de operações a informação nova para a Base de Dados.

7 Supervisão e Automação da Rede de Média Tensão Na própria REDE Em uma rede de distribuição, as possibilidades de se aplicar a inteligência não esgotam com a rede em si, mas que deve continuar com a energia que por ela se move e com as ondas que lhe servem de suporte. Um dos objetivos da Automação da rede de distribuição é a qualidade de serviço, mas a economia digital necessita, além disto, de eficiência energética e qualidade de onda. Para cobrir estes dois últimos objetivos, Aplica-se à eletrônica de potência, cuja capacidade para recuperar as características de una onda degradada se derivan tanto de propiedades para manusear tensões e potências como da inteligência e capacidade de controle dos algoritmos implantados en seus controladores. Contamos com Soluções ZIV de eletrônica de potência que, aplicadas sobre as cargas da rede de baixa tensão, são capazes de manusear a energia e manter-la dentro dos parâmetros de qualidade exigidos pelos usuários da rede, com um alto rendimento energético. Sem carga Vs = Vi Operação capacitiva Vi Vs I (Adiantada) Condicionamento de Onda CPF Operação indutiva Vi Vs Atenua o efeito dos buracos de tensão sobre cargas sensíveis. Compensa as frequências harmônicas derivadas das cargas não lineares. I (Atrasada) Atenua as flutuações (flicker) de tensão d i m i n u i n d o s e u s e f e i t o s s o b r e a iluminação. O equipamento CPF corrige o fator de potência da rede e proporciona um controle flexível de tensão, no ponto de conexão da carga, por meio do intercâmbio de potência reativa, tanto indutiva como capacitiva. Mais além do controle da tensão e do fator de potência, é capaz de recuperar as propriedades que definem a qualidade das ondas de tensão da rede. Associado a um dispositivo de armazenamento, ajuda a manter um fornecimento contínuo de energia. Homogeneiza a corrente entre fases, reduzindo os desequilíbrios.

8 Espanha Matriz (Grupo ZIV): Parque Tecnológico, Zamudio, Vizcaya T: F: http: // Madrid: Parque Tecnológico de Leganés C/ Diego Marín Aguilera Leganés, Madrid T: F: Barcelona: C/ Biscaia, Barcelona, Spain T: F: Sevilla: Av. de la Aeronáutica nº 10 (Edificio Helios) Planta 7ª, módulo Sevilla T: F: USA e Canadá: ZIV USA, Inc. Chicago Offices 2340 River Road, Suite 210 Des Plaines, IL T: F: Brasil: Av. Padre Natuzzi, 200 CEP , São Francisco, Niteroi, Rio de Janeiro T: F: Cingapura: 10 Anson Road No International Plaza - Singapore T: F: Rússia: Krimsky Val, d.3 str. 2, office Moscow T: Las Palmas: Fernando Guanarteme 16. Ofic. 1º A Las Palmas de Gran Canaria T: Para outros países, por favor, consulte em nossa página web em nome de nosso distribuidor mais próximo. ZIV se esforça constantemente na melhoria de seus produtos e serviços. Conseqüentemente, a informação técnica que contém este documento está sujeita a trocas sem prévio aviso.