SISTEMA DE MONITORAMENTO METEOROLÓGICO PARA A OTIMIZAÇÃO DA OPERAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA DO SISTEMA ELÉTRICO DA BANDEIRANTE ENERGIA S.A.

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1 SISTEMA DE MONITORAMENTO METEOROLÓGICO PARA A OTIMIZAÇÃO DA OPERAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA DO SISTEMA ELÉTRICO DA BANDEIRANTE ENERGIA S.A. Carlos Augusto Morales Rodriguez 1, Jojhy Sakuragi 2, Domingos Sávio 3 e Alexander Barbosa 3 RESUMO. Este trabalho apresenta o Sistema de Monitoramento Meteorológico em Tempo Real desenvolvido para a Bandeirante Energia S.A. através de um projeto de P&D entre a Universidade de São Paulo (USP) e a Universidade Vale Paraibana (UNIVAP). O projeto tem como objetivos o monitoramento de fenômenos meteorológicos adversos e severos (exemplo: chuvas intensas, ventos fortes, granizo, descargas atmosféricas e temperaturas extremas) que são responsáveis pela interrupção dos sistemas de uma rede de transmissão/distribuição de energia elétrica da Bandeirante Energia S.A. A partir deste conceito de monitoramento contínuo, foi desenvolvido um software aplicativo disponibilizado na internet que integra as diversas informações meteorológicas disponíveis em tempo real para auxiliar o gerenciamento, manutenção e a operação das linhas de transmissão/distribuição de energia da Bandeirante Energia S.A. ABSTRACT. This article presents the Real-Time Meteorological Monitoring System developed to the Bandeirante Energia S.A, through a joint project between Universidade de São Paulo USP and Universidade do Vale do Paraíba UNIVAP. This project aims to monitor the thunderstorms and severe weather that can cause power interruptions in the transmission and distribution lines of the Bandeirante Energia. Based on continuous measurements, a software that integrates all the meteorological information on real time has been developed to work in the internet to produce different alert levels that can help the management and maintenance of the power lines. Palavras-Chave: Tempestades, Sistemas Meteorológicos, Redes de Distribuição. INTRODUÇÃO O centro de manutenção e distribuição de energia da Bandeirante Energia S.A. vem empregando nos últimos anos as informações meteorológicas para programar as equipes de manutenção sobre a probabilidade de ocorrência de tempos severos que podem causar a interrupção de energia. A partir desta experiência, a Bandeirante Energia decidiu implementar um programa de Pesquisa & Desenvolvimento que teve por objetivo o desenvolvimento de um aplicativo que fosse capaz de integrar, de forma simples, as diversas informações meteorológicas disponíveis para o monitoramento de tempestades. Esta ferramenta seria então utilizada para a programação de equipes de manutenção bem como para o deslocamento das mesmas para locais sujeito a tempos adversos, realocar esforços necessários para a manutenção do sistema bem como o redirecionamento da transmissão e distribuição da energia para evitar danos materiais. 1 Universidade de São Paulo, USP/IAG/ACA - R. do Matão, 1226, Cidade Universitária, São Paulo, Brasil. CEP Tel: morales@model.iag.usp.br 2 Universidade do Vale do Paraíba, UNIVAP/LabMet Av. Shishima Hifumi, 2911, Urbanova, São José dos Campos, SP, Brasil. CEP Tel: jojhy@univap.br 3 Bandeirante Energia S.A. R. Bandeira Paulista, 530, Chácara Itaim, São Paulo/SP, Brasil. CEP Tel: dsavio@bandeirante.com.br / alexander.barbosa@bandeirante.com.br

2 Em geral, várias condições atmosféricas afetam a operacionalidade das linhas de transmissão e distribuição de energia. Tais condições são comumente associadas com a presença de chuvas intensas, ventos fortes, tempestades com descargas atmosféricas, e temperaturas extremas (altas e baixas). Assim, este projeto tem como objetivo principal o desenvolvimento de um software aplicativo que integrará as diversas informações meteorológicas disponíveis em tempo real para auxiliar o gerenciamento, manutenção e a operação das linhas de transmissão de energia da Bandeirante Energia S.A. DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE MONITORAMENTO METEOROLÓGICO De forma a desenvolver um sistema que possa identificar e prognosticar a presença de tempestades sobre uma determinada região, foi necessário a sinergia de várias informações meteorológicas disponíveis na região de concessão da Bandeirante Energia. Esta integração ainda conta com o desenvolvimento de produtos que simplifiquem a sua interpretação e estejam disponíveis em tempo real e 24 horas por dia mediante acesso a internet.de posse dessas informações, foram definidos quatro módulos principais para a identificação das tempestades: a) Radar - Módulo RAD é o monitoramento da precipitação com o radar meteorológico. b) Tempo e Modelos de Previsão - Módulo TEMP Apresenta os dados das estações automáticas e as prognosticadas pelos modelos de previsão do tempo. c) Satélite - Módulo SAT Visualização das nuvens e tempestades a partir das imagens de satélite GOES sobre a região sul e sudeste do Brasil. d) Tempestades - Módulo THUND Combinação das informações do radar meteorológico e da rede de detecção de descargas atmosférica RINDAT. RESULTADOS ATUAIS Portal do Sistema de Monitoramento Meteorológico A Figura 1 apresenta o portal do projeto P&D que está disponível nos seguintes endereços: ou Neste portal estão destacados 4 gráficos centrais que auxiliam na detecção de tempestades sobre a área de concessão da Bandeirante Energia conforme a definição dos módulos feitos acima. A seguir são apresentadas as características principais de cada módulo. Módulo RAD Neste módulo, os dados de radar são geo-referenciados o que permite identificar a posição da chuva e sua intensidade. Além disso, este procedimento permitiu a elaboração automática da indicação de níveis de alertas sobre os municípios da área de concessão da Bandeirante Energia.

3 Figura 1 - Portal principal do projeto de P&D. A Figura 2 mostra a precipitação ocorrida no dia 22/03/06 às 20:34Z, aonde se observa precipitações intensas sobre o vale do Paraíba. Neste exemplo, ilustra-se o valor de precipitação sobre o município de Jacareí que era da ordem de 99 mm/h. O Usuário pode clicar sobre a imagem de forma a obter a posição e a intensidade do evento. Figura 2 - Mapa de precipitação observada pelo radar da FCTH no dia 22/03/06 às 17:34 hora local.

4 Modelos matemáticos são utilizados para índices de probabilidade de ocorrência de granizo e previsão dos deslocamentos das células para os próximos 30 minutos. Módulo TEMP Neste módulo estão disponíveis as informações meteorológicas das estações automáticas bem como os prognósticos de previsão do tempo. No presente momento, o projeto conta com 7 estações meteorológicas automáticas instaladas nos municípios de concessão da Bandeirante Energia. Os principais produtos de previsão numérica do tempo são disponibilizados também. A Figura 3 apresenta os dados meteorológicos atuais e das últimas 24 horas da estação meteorológica de Caraguatatuba. As estações automáticas realizam upload a cada 10 minutos e estas são atualizadas no portal. Figura 3: Observações da estação meteorológica automática de Caraguatatuba/SP nas últimas 24h. Módulo SAT Este módulo disponibiliza as informações do canal infravermelho termal que representa a temperatura do topo das nuvens e está associado com a altura das mesmas. Com estas informações, foi desenvolvido um algoritmo que calcula a probabilidades da ocorrência de tempestades sobre a área das nuvens em 3 categorias: baixa, moderada e alta. A vantagem deste tipo de alerta é que proporciona aos operadores uma dimensão espacial das tempestades que podem afetar a área de concessão da Bandeirante Energia. A Figura 4 apresenta a probabilidade de ocorrência de tempestades para o 29/11/05 às 10Z. Observa-se que existem baixas probabilidades de ocorrência de tempestades sobre o Paraná, norte

5 de São Paulo, Goiás, e Minas Gerais, sendo que algumas células em Goiás e Minas Gerais apresentam probabilidade Moderada. Além desta visualização gráfica, o módulo ainda adiciona as informações de alerta no portal principal, indicando na forma de texto a região ou município afetado e o índice de probabilidade correspondente. Figura 4 - Índice de tempestades via satélite sobre o sudeste do Brasil. Módulo THUND Este módulo disponibiliza as informações de descargas atmosféricas da rede RINDAT (Rede Integrada Nacional de Descargas Atmosféricas), Pinto et al. (2004), integradas com os campos de precipitação observada pelo radar da FCTH num raio de 240 km. A partir desta integração níveis de alerta são produzidos para ilustrar quais células de chuva possuem raios e em que municípios ocorrem as descargas atmosféricas. Na Figura 5 é apresentado o produto THUND para o evento do dia 29/03/06 à 07:04 UTC. Neste evento pode-se observar a distribuição de descargas atmosféricas sobre o mapa de precipitação, que cobria a região metropolitana de São Paulo, municípios ao norte e o Vale do Paraíba, sendo que em 5 minutos foram observadas 50 descargas atmosféricas. Figura 5 - Integração das descargas atmosféricas observadas pelo sistema RINDAT (pontos pretos) e os dados de chuva observados pelo radar meteorológico da FCTH.

6 BENEFÍCIOS DO PROJETO O projeto possibilita o acompanhamento de sistemas de tempo adverso que podem afetar a operação de distribuição de energia. Por exemplo: Propagação de Sistemas Precipitantes: quando os sistemas entram na área do município de concessão, o sistema dispara um alarme (município pisca), possibilitando acesso às informações de intensidade através de cores diferenciadas, previsão do sistema de diminuir ou estabilizar, tudo com uma antecipação de 10 minutos. Sendo que em uma segunda fase esta previsto até 30 minutos de antecipação. Probabilidade de Ocorrência de Granizo: diferenciação de cores e emitem alertas que indicam a probabilidade de ocorrência de granizo. Meteogramas: análise antecipada da ocorrência de chuvas para diferentes municípios da área de concessão. Além dos produtos apresentados, boletins de previsão do tempo para os próximos 5 dias são elaborados diariamente e disponibilizados no portal. Além disso, uma equipe do laboratório de meteorologia acompanha em tempo real as condições de tempo para envio de avisos específicos. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES O projeto de P&D desenvolvido pela Universidade de São Paulo e Universidade do Vale do Paraíba em conjunto com a Bandeirante Energia S.A. implementou um aplicativo de monitoramento das condições meteorológicas em tempo real. Este aplicativo disponibilizado na internet fornece informações das condições atmosféricas atuais e possibilita uma antecedência aos fatos de algumas horas ou dias da ocorrência de tempestades ou tempos adversos que possam comprometer o funcionamento e operação da Bandeirante Energia S.A. Os próximos passos a serem desenvolvidos devem incluir o geo-referenciamento das linhas de transmissão e locais de interesse da Bandeirante Energia para que sistemas de alerta sejam ativados na presença ou mesmo aproximação de tempestades. Finalmente, a continuidade dos projetos de P&D buscará o aprimoramento dos produtos já implementados, a partir da instalação de estações meteorológicas automáticas em pontos estratégicos da área de concessão, com aquisição e compilação dos dados no centro de operação da distribuição, visando maior agilidade no atendimento em condições de dias atípicos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Pinto Jr., O., Pinto, I.R.C.A, Naccarato, K.P., Saba, M.M.F., Cazetta Filho, A., Garcia, S.,R., Beneti, C., 2004: Brazilian integrated lightning detection network RINDAT, European Lightning Detection Network, Helsinki, CD.