VISÃO GERAL. Sistemas SCADA/EMS SAGE. Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia

Transcrição

1 Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia Sistemas SCADA/EMS VISÃO GERAL Av. Hum s/n.º - Cidade Universitária Ilha do Fundão CEP Rio de Janeiro RJ

2 CONCEPÇÃO DO O, Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia, é um sistema computacional que tem por objetivo executar as funções, típicas de um Sistema SCADA, de gerenciamento de energia em sistemas elétricos de potência. De uma forma geral, para executar as atividades de Supervisão, Controle e Gestão de Energia, as empresas de energia elétrica apresentam uma estrutura funcional organizada em níveis hierárquicos. Consequentemente, visando atender em todos os seus requisitos às funcionalidades presentes nestes níveis, o foi concebido para diversas aplicações no processo de automação das empresas: aplicações locais em usinas e subestações, suportadas por arquiteturas de baixo custo (PC), ou aplicações nos níveis hierárquicos superiores, tais como Centros de Operação de Sistemas (COS), suportadas por redes locais heterogêneas compostas por hardware de diferentes fabricantes: workstations (RISC) e PC. O foi projetado e desenvolvido para executar, também, a integração da base de dados do sistema eletroenergético com a rede de gestão corporativa da empresa. Em decorrência, o processado no COS (Centro de Operação do Sistema) ou COT (Centro de Operação da Transmissão) de uma empresa com todas as suas funções constitui-se no centro estratégico de aquisição e tratamento da informação, vital para o salto qualitativo na prestação de serviços de suprimento de energia elétrica. O contempla soluções já disponíveis, atendendo aos conceitos inerentes à concepção de um Sistema Aberto voltado à supervisão e controle de um Sistema Elétrico em Tempo Real. ORGANIZAÇÃO DO O é composto, basicamente, por dois grandes sistemas:!" Sistema Básico - formado pelo Subsistema de Tratamento de Informações (STI), Subsistema de Suporte Computacional (SSC), Subsistema de Aquisição e Comunicação de Dados (SCD), e pelo Subsistema de Interface Gráfica (SIG). O Sistema Básico pode incluir, também, o módulo de Gerência da Base Histórica (BDH);!" Sistema de Aplicação - formado pelo Subsistema de Análise de Redes (SAR) em Tempo Real e em Modo Estudo e pelo Subsistema de Controle de Geração (SCG). O produto -SCADA é formado pelo software do Sistema Básico. O produto -EMS incorpora o SAR, o SCG e outros aplicativos ao produto - SCADA. 2 / 14

3 Rede Corporativa da Empresa Centro de Controle Nacional Outros COS's Sistema IHM IHM Regional Local Campo Controle Sensores UTR Cabos Proteção Registro Sistema Elétrico Níveis Hierárquicos de Supervisão e Controle Organização Típica 3 / 14

4 CARACTERÍSTICAS DO O software que compõe o é suportado por uma arquitetura que contempla, em toda a sua plenitude, as seguintes características de sistemas abertos:!" Portabilidade;!" Interoperabilidade;!" Modularidade;!" Conectividade;!" Confiabilidade;!" Mantenabilidade;!" Disponibilidade;!" Segurança;!" Expansibilidade. Logo, no projeto do, os seguintes aspectos foram considerados:!" Uso de Padrões Internacionais e Industriais, apropriados e relevantes para aplicações de controle em tempo-real de sistemas de potência;!" Estrutura de Redes, usando as vantagens dos últimos avanços tecnológicos existentes em termos de LAN, ligados à tecnologia de comunicação de dados;!" Utilização de Protocolos de Comunicação e Dispositivos de Interface Padronizados que garantem tanto a adição de novos nós na rede compreendendo máquinas de diferentes tipos e fabricantes, como a conectividade com outros sistemas, inclusive de outros fornecedores;!" Concepção Distribuída que permite a utilização ótima dos recursos de hardware, prevendose soluções padronizadas que minimizam os tipos e quantidades de módulos de reserva a serem fornecidos para manutenção;!" Utilização de padrões, tanto na área de Comunicação como na de Gerência de Dados, que permitem o acesso a dados e serviços implantados em plataformas distintas daquelas em que se está operando, facilitando a disseminação de informações dentro da empresa;!" Gerenciamento de Base de Dados Fonte com estruturas de dados relacionais, ferramentas de acesso interativas e comunicação padrão com a referida Base de Dados;!" Gerenciamento da execução a nível de funções/processos, permitindo a alocação dinâmica destes nos diversos processadores existentes na rede;!" Sistema Operacional aderente a normas internacionais, tais como XPG4 da X/Open;!" Interfaces de Programas de Aplicação que simplificam a incorporação e facilitam o desenvolvimento de novos aplicativos;!" Software de Aplicação fornecido em módulos, permitindo a implantação de novas funcionalidades, de acordo com as necessidades do usuário, garantindo a expansão, sem 4 / 14

5 degradação da confiabilidade, disponibilidade e segurança do Sistema, e também a facilidade de manutenção do sistema como um todo;!" Interface Gráfica do Usuário utilizando a tecnologia mais recente de estações gráficas, incluindo recursos de janela, trending, zooming, panning, decluttering etc;!" Linguagens de Programação de alto nível padronizadas, com ambientes de desenvolvimento (compiladores, ligadores, depuradores, bibliotecas, etc) disponíveis para diversas plataformas computacionais (CPU e Sistema Operacional), evitando-se o uso de recursos proprietários e/ou somente disponíveis para uma plataforma específica, o que possibilita facilidade de migração de aplicativos, no futuro, para novas tecnologias. ARQUITETURA DO SISTEMA BÁSICO O é um sistema distribuído desenvolvido com base em conceitos de sistemas abertos. O sistema operacional é o UNIX em conformidade com o nível XPG4 Base Profile da X/OPEN, obedecendo, também, a norma IEEE POSIX É utilizado o protocolo TCP/IP para comunicação em rede. São suportadas diversas arquiteturas de rede, tais como Ethernet 100 Mbps (IEEE 802.3u) e Ethernet 1 Gbps (IEEE 802.3x), FDDI/CDDI ANSI X3T9.5, ATM etc. As linguagens de programação utilizadas são C, C++ e FORTRAN ISO/ANSI. A Base de Dados Fonte (Off-Line), orientada para o usuário, é administrada por um gerenciador comercial de Base de Dados Relacional com interface ISO/ANSI SQL e ODBC. A interação do usuário com a base de dados é realizada em ambiente Windows através de uma interface amigável, ou, ainda, através de uma interface em modo batch. A Base de Dados On-Line é administrada por um gerenciador próprio do que possibilita a distribuição dos dados na rede em ambiente potencialmente heterogêneo. Desta forma, a base pode ser implementada em uma rede composta por equipamentos de diversos fabricantes. É utilizado um protocolo de difusão confiável para atualizar e manter a coerência da Base de Dados Distribuída. O implementa um conjunto de serviços de Suporte Computacional que executam as tarefas de startup, shutdown, failover, ativação e desativação de processos etc. O utiliza a tecnologia Full Graphics, através do sistema X Window e da biblioteca de objetos gráficos OSF/Motif, como suporte do desenvolvimento de módulos específicos para executar a atividade de interação com o usuário (Interface Homem-Máquina) em tempo real. A comunicação de Dados é desempenhada por módulos que permitem a ligação do com uma variedade de equipamentos de campo, Unidades Terminais Remotas (UTR) ou Controladores Lógicos Programáveis (CLP) e com centros de controle regionais ou de sistema (COR ou COS), através de protocolos proprietários ou padronizados como IEC 870-5, DNP 3.0, ICCP (IEC TASE 2) em TCP/IP etc. 5 / 14

6 O possui ainda uma interface entre o sistema de tempo real e o ambiente corporativo da empresa. Essa interface é suportada pela base de dados histórica, que além dos dados históricos possui uma cópia atualizada das grandezas de tempo real. SUBSISTEMA DE TRATAMENTO DE INFORMAÇÕES (STI) O STI tem por objetivo realizar o tratamento das informações necessárias à criação das Bases de Dados que suportam o processamento dos demais subsistemas do. O STI provê os meios necessários para a definição e manutenção das bases de dados residentes em disco. O subsistema é, ainda, responsável por definir e manter vários arquivos de interface com o Subsistema de Suporte Computacional, fornecendo meios para que a Base de Dados de Tempo Real (distribuída, replicada e residente em memória), gerenciada pelo SSC, possa ser carregada a partir de uma base de dados residente em disco gerenciada pelo STI. O STI também é responsável pela definição e manutenção das variáveis utilizadas pelos programas de aplicação e o seu relacionamento com os atributos da base de dados de tempo real. A definição, manutenção e carregamento da base de dados histórica também é realizada por procedimentos do STI. SUBSISTEMA DE SUPORTE COMPUTACIONAL (SSC) O SSC é o subsistema responsável pela gerencia da Base de Dados de Tempo Real e pela gerencia da configuração do sistema no Modo Tempo Real. Além disso, o SSC executa os procedimentos de Ativação (boot), Desativação (shutdown) e Failover dos diversos módulos que compõem o. O ambiente de hardware suportado pelo SSC inclui uma rede local (LAN) redundante, onde vários computadores podem ser conectados e através da qual é realizada toda a comunicação entre nós. Esse ambiente distribuído pode ser composto por uma grande variedade de computadores, desde microcomputadores tipo PC até computadores de grande porte, passando por workstations e servidores, inclusive de diferentes fabricantes. Isto significa que é possível estabelecer arquiteturas adequadas para atender aos requisitos funcionais de aplicações que vão desde sistemas locais para usinas ou subestações, passando por centros regionais (COR) ou centros de operação da transmissão (COT) até sistemas centrais nacionais (CNOS). As arquiteturas destes sistemas podem ser compostas por Microcomputadores PC e/ou workstations (SUN, DEC, IBM, HP, etc.) e/ou servidores integrados em uma mesma rede computacional. O SSC promove a interoperabilidade em redes heterogêneas, garantindo a correta troca de informações entre nós de diferentes arquiteturas, através da utilização do formato padrão Extended Data Representation (XDR) para representação dos dados que trafegam na rede de difusão confiável. A Base de Dados de Tempo Real, implementada pelo SSC, tem como características básicas o fato de ser distribuída, residente em memória e de suportar a replicação. A utilização de memória RAM e não memória de massa justifica-se pelo requisito de alto desempenho das operações de 6 / 14

7 tempo real. A replicação é necessária na medida em que reduz o tempo de acesso aos dados (leituras são sempre locais) e garante a baixa probabilidade de parada do sistema devido a falhas de hardware, garantindo assim uma alta disponibilidade. O SSC gerencia ainda a configuração de casos de falha para cada aplicação, conforme definido na base de dados. No caso de queda de algum nó ou processo do, o SSC detecta esta falha e toma as ações necessárias, tais como desativação, migração e reativação de processos. Além disso, todo o processo de ativação dos diversos módulos do, bem como a desativação ordenada destes, é controlado pelo SSC. SUBSISTEMA DE INTERFACE GRÁFICA (SIG) O SIG tem por objetivo implementar a Interface Homem-Máquina (IHM), possibilitando o diálogo entre os operadores e o. A interação do usuário com o é feita através de consoles de operação, as quais suportam até três monitores de vídeo com capacidade gráfica, teclado alfanumérico com teclado numérico complementar e equipamento de controle de cursor do tipo mouse. A apresentação do sistema e a comunicação com o usuário são realizadas através de janelas múltiplas, as quais contêm diagramas unifilares, tabulares, gráficos de tendência (trending), gráficos de acompanhamento de funções básicas e de aplicações, listas de alarmes e eventos, etc. O SIG fornece diversos recursos para a interação do usuário com o sistema, tais como scrolling, panning, zooming, decluttering e camadas, além de facilidades de navegação entre as janelas. O usuário pode, também, atuar sobre o sistema através de ações controladas por privilégios e licenças. Outro recurso disponível no SIG é a impressão de relatórios e telas. As ferramentas do SIG permitem desde operações simples até o uso de recursos sofisticados, de acordo com as necessidades do sistema. Além da interação do usuário com o sistema, através das janelas que contêm informações sobre o processo elétrico, o SIG oferece, também, a possibilidade de serem acionados outros programas, tais como o NetScape ou o StarOffice, através dos quais podem ser consultadas normas da empresa e instruções de operação, por exemplo. SUBSISTEMA DE AQUISIÇÃO E COMUNICAÇÃO (SCD) O SCD é o subsistema responsável pela aquisição, tratamento e distribuição de dados do sistema elétrico supervisionado e controlado pelo. O SCD implementa as funções de pré-processamento dos dados de tempo real (detecção de alarmes e eventos) e de comunicação de dados com centros de controle, Unidades Terminais Remotas (UTR), Controladores Lógicos Programáveis (CLP) e outros equipamentos e sistemas diretamente conectados ao. 7 / 14

8 No SCD os conceitos de modularidade, expansibilidade, portabilidade e interoperabilidade são integralmente aplicados e convivem com o compromisso de conectividade com sistemas e equipamentos existentes e futuros. Desta forma o SCD está estruturado segundo o modelo OSI (Open System Interconnect) da ISO (International Standards Organization) onde, em cada nível, são implementadas as interfaces e os protocolos padronizados do nível, e são feitas adaptações necessárias ao atendimento dos protocolos proprietários, tais como CONITEL C3200, REDAC etc. O SCD provê, então, um ambiente de múltiplos protocolos e oferece flexibilidade para o desenvolvimento de novos protocolos sempre implementados de forma nativa, conforme preconizado na norma IEC/ , sem interferir na operação de protocolos já existentes. A estruturação do SCD segundo o modelo OSI, permite a configuração, de forma totalmente independente, do protocolo de baixo nível, que inclui os níveis físico, enlace, rede e transporte, e do protocolo de alto nível, que inclui os níveis de sessão, formatação e aplicação. Assim, tanto é possível transportar, por exemplo, o protocolo SINSC em X25, seu transporte original, como em TCP/IP; da mesma forma, é possível transportar os protocolos IEC ou DNP 3.0 nos seus formatos originais, frames FT1.2 e FT3 respectivamente, ou em TCP/IP, ou ainda, utilizar os frames originais completos encapsulados, também, em TCP/IP. MÓDULO DE GERÊNCIA DA BASE HISTÓRICA (GBH) A base histórica contém dois tipos de tabelas, conforme descrito a seguir: Tabela Não Histórica Este tipo de tabela é utilizado para guardar os identificadores das tabelas da base histórica, assim como uma fotografia dos últimos valores do ambiente de Tempo-Real do. O número de registros destas tabelas só é expandido quando um novo registro é inserido na base de Tempo-Real. Quando um registro é apagado da base de Tempo-Real, o seu registro correspondente na base histórica é mantido. Estas tabelas guardam, além dos valores de tempo-real, a data de criação de cada registro, assim como a data de fim de vida útil do mesmo. Existe, ainda, um campo que descreve o identificador sinônimo para um registro que chegou ao fim da vida útil. O campo sinônimo não é atualizado pelo sistema de exportação de dados históricos. O cliente deve prover uma aplicação para fazer esta associação ou efetuá-la manualmente. O campo sinônimo é utilizado para relacionar um registro que chegou ao fim da sua vida útil com o registro que foi criado para substituí-lo. Para entender melhor o conceito de sinônimo, suponha que o identificador de uma medida de fluxo tenha a seguinte nomenclatura: <sigla da subestação origem>-<sigla da subestação destino>- <tipo da medida>. Para uma medida de fluxo de potência ativa realizada na linha de transmissão que liga a subestação A à subestação B do lado da subestação A, teríamos o seguinte identificador: A-B-MW. Suponha, agora, que, com a evolução do sistema elétrico, a linha de transmissão tenha sido seccionada pela subestação C. Neste caso, na base de tempo-real deixaria de existir a medida A-B-MW e entraria em seu lugar a medida A-C-MW. Na base histórica a medida A-B-MW seria marcada como tendo chegado ao fim da sua vida útil (o registro, entretanto, seria mantido na base 8 / 14

9 campo 1 campo 3 campo 5 campo 2 campo 4 campo 6 histórica). Adicionalmente seria criado um novo registro para a medida A-C-MW. O usuário pode preencher o campo sinônimo da medida A-B-MW da base histórica com a chave de acesso associada ao registro da medida A-C-MW com o objetivo de garantir que não haja descontinuidade no ambiente histórico. Para cada registro inserido em uma tabela não histórica é preenchido o campo chave, cujo valor é único dentro da tabela. Este campo é do tipo inteiro com quatro bytes, sendo utilizado para acessar as tabelas históricas. Tabela Histórica Armazena os dados históricos. O número de registros vai sempre crescendo. Cada registro contém, além dos valores históricos, a data e hora de inserção na tabela e a chave de acesso ao registro. Estas tabelas podem crescer muito rapidamente, dependendo do período de exportação e da quantidade de dados exportados. Desta forma, o sistema dispõe de mecanismos para particionar este tipo de tabela. A política de particionamento é definida pelo usuário em tempo de configuração do ambiente de exportação. Esta política pode ser diária, semanal ou mensal. Descrição dos Ambientes A atividade GBH é composta por dois ambientes que podem ser visualizados na Figura a seguir: Catálogo da Base Referência Catálogo da Base Histórica Dados do Catálogo da Base Histórica Definição do Catálogo da Base Histórica Relatórios Tabela CIA Base On-Line MCD's UNIX UNIX ou Windows NT Backup Restore Carregamento da Base Histórica Base Histórica Arquivos de Transações Pendentes Tempo Real Não Tempo Real Aplicativos do Cliente Figura 1 - Interligação entre as Funções da Atividade GBH. 9 / 14

10 Ambiente para Descrição da Estrutura (Catálogo) da Base Histórica Este ambiente permite que o usuário descreva a estrutura da Base Histórica (BH) e a forma pela qual os dados da base de Tempo-Real do serão exportados para a BH. Essa descrição é realizada através do preenchimento de arquivos ASCII. Este ambiente é implementado pelo programa STI_DcatBH, que possui as seguintes funcionalidades: Manutenção do Catálogo da BH através de uma interface Windows; Geração do programa de carga da BH; Geração de relatórios acerca da estrutura da BH; Geração (Dump) dos arquivos ASCII que descrevem a estrutura da BH. Deve-se observar que o programa de carga (exportação de dados) da base histórica pode ser customizado através do preenchimento adequado dos arquivos ASCII descritos acima. Ambiente para Carregamento da Base Histórica Este ambiente é responsável pela exportação de dados da base de Tempo-Real do para a Base Histórica. As funcionalidades deste ambiente são implementadas pelo programa STI_cargbh. O código fonte do programa STI_cargbh é gerado automaticamente pelo Ambiente para Descrição da Estrutura da Base Histórica, descrito acima. O programa STI_cargbh está integrado ao ambiente de Tempo-Real do e implementa as seguintes tarefas: Leitura periódica ou por evento dos dados de tempo-real do que serão exportados; Conexão com o Servidor da Base de Dados Relacional (SBDR) responsável pela gerência da BH; Atualização (Update - via comandos SQL) dos dados que refletem os últimos valores da base de tempo real (fotografia). Esta atualização é realizada em tabelas não históricas; Inserção (via comandos SQL) dos dados selecionados, nas tabelas históricas; Compatibilização dos identificadores das tabelas da base histórica com os identificadores das tabelas da base de tempo-real, quando da geração de uma nova versão da base de tempo-real do. Esta compatibilização inclui a atualização da data de criação/fim de vida útil de cada identificador da BH; Gerência da conexão com o SBDR. Esta tarefa é realizada com o objetivo de garantir que, em caso de falha do nó/sbdr, as transações pendentes a partir do momento da falha sejam guardadas em arquivos de Log. Posteriormente, após o retorno do nó/sbdr responsável pela BH, as transações existentes nos arquivos de Log são enviadas ao SBDR, garantindo, assim, que não haja perda de dados por falhas do nó/sgbd responsável pela BH; Gerência das alterações de estrutura da Base Histórica. O Sistema dispõe de mecanismos que permitem a alteração da estrutura de uma Base Histórica existente sem que haja perda dos dados já armazenados; Procedimento de backup/restore dos dados históricos. O espaço físico para armazenamento dos dados históricos em memória de massa é limitado. A partir de informações configuradas pelo usuário, o sistema implementa uma política de backup periódico dos dados no Banco de Dados para outros meios de armazenamento tais como fita DAT ou CD-ROM. Da mesma forma, a pedido do usuário, podem ser restaurados para o Banco de Dados os dados previamente armazenados pelo procedimento de backup. 10 / 14

11 ARQUITETURA DO SISTEMA DE APLICAÇÃO Os programas do sistema de aplicação se integram ao ambiente de tempo-real através de uma API (Application Program Interface). Esta API provê os meios de acesso à base de dados de tempo real bem como rotinas de interface com o subsistema de Comunicação e Dados e com o sistema de alarmes do. A interface com o Subsistema de Interface Gráfica é sempre realizada através da base de dados de tempo real. Em particular os programas do subsistema de Análise de Redes do Ambiente de Estudo se integram a uma base de dados relacional em ambiente off-line. Este ambiente pode ser compartilhado tanto pela equipe da sala de controle como pelas equipes de pós operação e de planejamento da operação. SUBSISTEMA DE ANÁLISE DE REDES (SAR) As funções de Análise de Redes (SAR) têm por objetivo monitorar a operação corrente do sistema elétrico, fornecendo ao operador uma estimativa confiável do estado do sistema, informando quando da ocorrência de condições operativas não desejáveis e produzindo estratégias de controle que permitam alterar o ponto de operação para uma condição operativa normal. Além disso, devem possibilitar aos engenheiros de operação a realização de estudos relativos a condições de pós-operação, análise detalhada da condição operativa corrente, possibilitando a simulação de manobras na rede, além de permitir às equipes de programação e supervisão o estabelecimento e a revisão do Programa de Operação do Sistema Elétrico. O SAR se divide em Modo Tempo-Real e Modo Estudo. No Modo Tempo-Real as funções processam dados provenientes do Subsistema de Aquisição e Comunicação de Dados do (SCD), e são executadas de forma periódica, automática (após a ocorrência de um evento) ou sob requisição do operador. Estas atividades estão relacionadas com a determinação e monitoração da condição operativa corrente do sistema elétrico. O modo Tempo-Real do SAR contempla as seguintes funções: #"Configuração da Rede Elétrica; #"Estimação de Estado; #"Análise de Contingências; #"Controle de Emergência. As funções do Modo Tempo-Real estão integradas à base de dados de tempo real do. No Modo Estudo as atividades são executadas a pedido do operador e consistem da simulação ou análise de uma condição operativa passada (estudos de pós-operação), corrente (proveniente do Modo Tempo-Real) ou futura (estudos de simulação e análise de condições operativas postuladas). Neste modo estão sendo integradas as seguintes funções: Fluxo de Potência Convencional; Análise de Contingências; 11 / 14

12 Análise de Sensibilidade; Equivalente de Redes; Fluxo de Potência Ótimo. As funções do Modo Estudo estão integradas ao SAPRE (Sistema de Análise e Projeto de Redes Elétricas). Os sistema e SAPRE comunicam-se através de uma interface de dados. As funções do Modo Estudo integram-se à base de dados relacional do sistema SAPRE, cuja interface gráfica utiliza o ambiente MS-Windows. Funções do modo tempo-real A Figura abaixo mostra a integração das funções do modo de tempo-real. Em seguida serão descritas as principais características técnicas dos programas que implementam as funções de análise de redes, deste modo. Modo de Tempo Real Base de Dados de Tempo Real Monitoração de Estado Configurador da Rede Estimador de Estado Base de Estudo SQL Monitoração da Segurança Análise de Contingências Violação Sim Controle de Emergência Estimador de Estado O Estimador de Estado tem por objetivo fornecer uma solução completa de fluxo de potência para o sistema elétrico em tempo real. Esta solução é obtida através do estado estimado do sistema, que é determinado a partir de um conjunto redundante de medidas provenientes do SCADA. Para o sistema elétrico supervisionado o Estimador de Estado monitora as grandezas elétricas em relação a seus limites, alertando o despachante quando da ocorrência de violações. A parte do sistema elétrico não atendida pelo SCADA, também tem o respectivo estado determinado pelo Estimador de Estado, a partir de valores programados de carga e geração. O método empregado para a estimação do estado é o dos Mínimos Quadrados Ponderados (WLS, em inglês). O programa permite a estimação de tap s de transformadores e a inclusão de restrições de igualdade para o tratamento das injeções nulas em barras de passagem. O tratamento de medidas com erro grosseiro se baseia em um teste estatístico do índice J(x), na fase de detecção e um teste cruzado dos resíduos ponderado e normalizado na fase de recuperação das medidas com erro grosseiro 12 / 14

13 Análise de Contingências Tem por objetivo processar sequencialmente, em tempo real, um conjunto de listas de contingências de forma a detectar dificuldades operativas severas. Cada lista a ser processada é composta por casos envolvendo qualquer combinação simples ou múltipla de eventos associados aos equipamentos da rede elétrica. São considerados os seguintes eventos: perda de equipamento de transmissão, abertura de equipamento de transmissão em uma das extremidades, perda de reator e/ou banco de capacitores, perda de gerador e perda de carga. Para cada caso de contingência é executada uma solução de fluxo de potência e efetuada a monitoração do estado operativo simulado da rede elétrica. A monitoração da rede é traduzida em termos de índices de severidade que, ao final do processamento, são ordenados adequadamente para apontar os casos mais críticos. Controle de Emergência Tem por objetivo determinar um conjunto de ações de controle que podem ser implementadas pelo despachante para eliminar as violações de uma condição operativa de emergência no sistema elétrico. As violações podem ser de carregamento nos equipamentos de transmissão ou de tensão. O programa Controle de Emergência é uma aplicação do algoritmo de fluxo de potência ótimo ao problema de eliminar as violações do estado corrente do sistema, determinado pelo estimador de estado, de tal forma que: #"Minimiza uma função objetivo escolhida; #"Satisfaz um conjunto de restrições físicas da rede elétrica (equações de balanço de potência ativa e reativa); #"Satisfaz as restrições físicas e operativas dos equipamentos. O algoritmo de solução utiliza o método primal-dual de pontos interiores. As principais funções objetivo disponíveis são: Minimização do Número de Controles Alterados para eliminar as violações, Minimização das Perdas, Minimização do montante de Corte de Carga, Maximização do Carregamento do sistema, Maximização da Transferência de Potência entre áreas. Funções do Modo Estudo #"A Figura a seguir mostra a integração das funções do modo estudo. Trata-se de um conjunto de aplicativos de Análise de Redes utilizando um banco de dados relacional e uma interface gráfica. 13 / 14

14 Modo Estudo - SAPRE Interface com Tempo Real Banco de Dados Integrado Módulo de Gerenciamento de Banco de Dados e Interface Gráfica Transferir Dados Arquivo de Transferência de Dados Ativação da Aplicação Atualizar Base de Dados Leitura Aplicações Integradas Fluxo depotência Análise de Sensibilidade Equivalente de Rede Análise de Contingências Fluxo de Potência Ótimo Arquivo de Transferência de Resultados Arquivo de Relatórios Arquivo de Erros de Execução Exibir Relatórios Exibir Erros As principais características deste ambiente são: #"Ambiente único de trabalho; #"Compartilhamento de dados entre as aplicações; #"Garantia de integridade e unicidade de dados; #"Garantia de unicidade de dados em relação ao ambiente de Tempo-Real; #"Interface gráfica com recursos para edição de diagramas e visualilzação de resultados; Facilidades de impressão e exportação de diagramas em ambiente Windows 95/98/NT. A exportação de dados será realizada a partir de solicitação do despachante na tela de controle do programa Estimador de Estado do ambiente de Tempo-Real ou de forma automática em horários pré-definidos. SUBSISTEMA DE CONTROLE DE GERAÇÃO (SCG) O Subsistema de Controle de Geração tem por objetivo realizar o controle, em malha fechada, da geração de potência ativa, de forma a regular a freqüência e o intercâmbio líquido conforme os seus valores programados. Este subsistema também é responsável pelo cálculo e monitoração da reserva operativa do sistema. 14 / 14