Aplicação de PMUs nas Salas de Controle do ONS

Transcrição

1 Aplicação de PMUs nas Salas de Controle do ONS Michel dos Santos Moreale Luiz Corrêa Lima Marco Antônio Macciola Rodrigues Hector Andrés Rodriguez Volskis Juliana Maria Timbó Alves Alexis Cabanas Esteves

2 Aplicações de PMUs nas Salas de Controle do ONS 1. Conceito 2. Implantação 3. Ganhos na Operação em Tempo Real 4. Aplicação 5. Estrutura de Validação 6. StressMon 7. LoopAssist 8. SynchAssist 9. Conclusões

3 Conceito A medição do ângulo de fase de uma grandeza só tem sentido se relacionada a uma base de tempo comum, de forma que a diferença angular entre grandezas diferentes possa ser obtida Numa mesma localidade, a sincronização da base de tempo para a amostragem das grandezas é simples de ser implementada e a representação fasorial da grandeza pode ser obtida, por exemplo, utilizando a técnica da Transformada de Fourier

4 Conceito No sistema elétrico as subestações podem estar distantes uma das outras por centenas de quilômetros. Para a medição dos fasores em diferentes localidades é necessária uma referência de tempo comum. Esta referência de tempo, em qualquer ponto do globo terrestre, é disponibilizada pelos sistemas de navegação por satélites ~ km GPS em operação: NAVSTAR GPS (EUA) GLONASS (Rússia ) GPS planejados: GALILEO (UE ) BEIDOU/COMPASS (China) DORIS (França) INRSS (Índia)

5 Implantação Para a implantação de um SMSF (Sistema de Medição Sincronizada de Fasores) para o SIN o ONS tinha em 2007 dois projetos: 6.2 (instalar um SMSF para registro do desempenho dinâmico do SIN durante perturbações sistêmicas) (uso da medição fasorial nas ferramentas de apoio à tomada de decisão no Tempo Real) Para o projeto foi contratado trabalho de consultoria através do Energy Sector Technical Assistance Project - ESTAL do Ministério das Minas e Energia O trabalho da consultora teve início em out/2006 e terminou em dez/2007 O Sistema elétrico considerado neste trabalho: Quatro regiões (norte/centro-oeste, nordeste, sudeste e sul); Níveis de tensão: 230 kv, 345 kv, 440 kv, 500 kv, 525 kv e 765 kv; 360 subestações. Em 2008 o ONS unificou os projetos 6.2 e em um único projeto no Plano de Ação com o nome de projeto 6.2 Implantação de Sistema de Medição Sincronizada de Fasores para o SIN

6 Implantação 30 Agentes, 62 subestações e ~340 linhas de transmissão SUBESTAÇÃO SUBESTAÇÃO ADRIANOPOLIS JAGUARA-SE AGUA VERMELHA JAGUARA-US ANGELIM II JARDIM SE ANGRA FUR JUPIA ARARAQUARA L.C.BARRETO ARARAQUARA FUR LUZIANIA AREIA MARIMBONDO ASSIS MILAGRES B. ESPERANCA MIRACEMA B.DESPACHO 3 NEVES 1 B.J.LAPA II NOVA PONTE BATEIAS OLINDINA BAURU OURO PRETO 2 C. PAULISTA P. AFONSO IV CAMACARI II P.DUTRA COLINAS RECIFE II EMBORCACAO S.DA MESA F.IGUACU 60HZ S.JOAO PIAUI FORTALEZA II SAMAMBAIA FURNAS SAO SIMAO-SE GRAVATAI SAO SIMAO-US IBIUNA SERRA MESA 2 ILHA SOLTEIRA SOBRAL III IMPERATRIZ TERESINA II ITA TIJUCO PRETO ITABERA TUCURUI ITUMBIARA U.SOBRADINHO IVAIPORA US. L.GONZAGA IVAIPORA ESUL USINA XINGO

7 Ganhos na Operação em Tempo Real Menor que o limite atual A capacidade de transferência não será totalmente utilizada Potência Maior que o limite atual Riscos de distúrbios de larga escala e blackouts Plimite Ângulo

8 Ganhos na Operação em Tempo Real P o t ê n c i a Month Meses J J F M A M J J A S O N D Enforced Limite Enforced adotado limit limit Theoretical Limite teórico limit PMU-based Limite limit

9 Aplicação VPAM Monitoração do angulo de fase da tensão StressMon Monitoração do Stress do Sistema em determinado corredor Avaliar a tensão do sistema & margem de estabilidade a partir da monitoração das diferenças angulares entre pontos distintos do SIN SynchAssist Fechamento de conexão entre duas Ilhas Elétricas Aumentar a velocidade de reconexão das ilhas a partir da informação da diferença angular em tempo real LoopAssist Fechamento de anel em ilha elétrica Aumentar a velocidade de conexão de anéis de uma ilha a partir da informação da diferença angular em tempo real SOM Monitoração de Oscilações no Sistema Interligado Nacional DampMon Monitoração de Oscilações pouco amortecidas Detectar e alarmar baixos amortecimentos e oscilações divergentes do sistema

10 Estrutura de Validação

11 StressMon Stress Monitoring Monitorar a diferença angular entre dois ou mais pares de medidas de PMU para detectar sua proximidade do limite de estabilidade predefinido. Esta comparação pode ser realizada entre duas subestações interligadas por uma LT ou entre duas áreas operativas. A monitoração deve considerar ultrapassagem dos limites previstos nos estudos de planejamento. Caso os limites sejam excedidos, o aplicativo emite automaticamente uma mensagem de alarme. A execução é periódica e automática em tempo real para pares de medidas pré-selecionadas, e fornece representações gráficas para a visualização dos níveis de carregamento em corredores selecionados. Esta supervisão possibilita um aumento na dinâmica de operação do SIN, dando ao operador a possibilidade de otimizar a troca de energia entre as regiões, verificando a possibilidade de realizar reprogramações continuamente, além de servir para estudos de análise pós-evento.

12 StressMon

13 StressMon

14 Implantação

15 LoopAssist Loop Closing Assistant O aplicativo tem como principal função monitorar o módulo de tensão e diferença angular sobre disjuntores envolvidos no fechamento de anéis no sistema elétrico. Esta função é ativada pela seleção do operador de um ou mais anéis a serem monitorados em tempo real. O operador escolhe um par de medições a cada anel a ser monitorado. A função computa periodicamente a diferença de módulo de tensão e diferença angular de tensão para as medições em pares. Esta função fornece representações gráficas para visualização das diferenças em módulo e ângulo para os pares selecionados. Este tipo de operação é feito em muitos casos de forma empírica, pois em alguns pontos do sistema, não a medição contínua da diferença angular existente sobre os pólos do disjuntor. Com este aplicativo dentro da sala de controle, o operador irá esgotar todos os recursos de modo a adequar os valores de tensão e diferença angular antes de fazer a solicitação para o fechamento do anel, poupando um tempo muitas vezes significativo.

16 LoopAssist Anel a ser fechado

17 LoopAssist

18 SynchAssist Electrical Islands Connection Assistant O aplicativo tem como função auxiliar a reconexão de ilhas elétricas no sistema de potencia, monitorando a diferença de módulo e ângulo da tensão de duas ou mais medidas (se necessário) de PMUs escolhidas, bem como da divergência de frequência dos sistemas selecionados. Fornece informações que possibilitam a reconexão das ilhas elétricas, evitando assim, cortes de carga, eventos em cascata ou sobrecargas severas, eliminando também a possibilidade de tentativas fracassadas ou interligações entre sistemas com condições adversas. É ativada quando identificação de ilhas elétricas no sistema de potência, sendo selecionado o par de PMU no ponto de fechamento do paralelo. Além das representações gráficas para visualização das diferenças em módulo e ângulo, este aplicativo calcula e visualiza o Tempo de Duração da Diferença Angular entre as duas ilhas, criando meios de identificar quando a diferença de tempo está abaixo de um limite predefinido (tempo de fechamento de um disjuntor).

19 SynchAssist Executar simulação

20 Conclusões O desenvolvimento do ambiente de validação foi extremamente proveitoso para o ONS, sendo montado sobre as ferramentas usualmente utilizadas pelos engenheiros e operadores de tempo real, possibilitando a demonstração da opinião destes sobre estes aplicativos e, aumentando o entendimento das equipes de infra-estrutura sobre o impacto da introdução dessa tecnologia nas salas de controle. Juntamente com o conjunto de treinamentos que foram desenvolvidos com o pessoal de tempo real com referência aos aplicativos citados neste artigo, foi possível nivelar o conhecimento de maneira simples e rápida sobre este novo processo de medição que é o PMU. Cabe ainda registrar que as funções SOM, LoopAssist e SynchAssist estão incluídas na especificação dos novos Sistemas de Supervisão e Controle (SSCs) que formam a Rede de Gerenciamento de Energia do ONS (REGER). Estas funções estarão disponíveis para os operadores de Tempo Real de todos os Centros de Controle do ONS.

21 Obrigado