Experiência da CEMIG na Operação Compartilhada de Estações

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1 Experiência da CEMIG na Operaçã Cmpartilhada de Estações LUCIA HELENA S. DE TOLEDO (*) WARNEY ARAÚJO SILVA JORGE EDUARDO TORRES DIAS CEMIG GERAÇÃO E TRANSMISSÃO S.A. BRASIL RICARDO LUIZ JARDIM CARNEVALLI PAULO RICARDO NASCIMENTO CEMIG DISTRIBUIÇÃO S.A. RESUMO Este artig apresenta a experiência da CEMIG na Operaçã Cmpartilhada de Estações pr diferentes centrs de peraçã Centr de Operaçã d Sistema e s Centrs de Operaçã da Distribuiçã cntextualizand-a na reestruturaçã d setr elétric brasileir. O trabalh detalha a sluçã empregada, tant d pnt de vista de infra-estrutura tecnlógica quant da peraçã. Nele sã apresentads também s requisits de segurança implementads, tant através de mecanisms de intertravament n Sistema de Supervisã e Cntrle ds centrs, cm de Instruções de Operaçã. Na cnclusã, sã apresentads s benefícis btids. PALAVRAS CHAVE ICCP, Operaçã cmpartilhada, Cmunicaçã entre centrs. 1

2 1. Intrduçã Este artig tem cm bjetiv apresentar a experiência da CEMIG na peraçã cmpartilhada de estações pr diferentes centrs de peraçã. Os centrs envlvids sã: Centr de Operaçã d Sistema COS (Bel Hriznte) e cinc ds sete Centrs de Operaçã da Distribuiçã COD: COD Metrplitan (Bel Hriznte), COD Leste (Gvernadr Valadares), COD Mantiqueira (Juiz de Fra), COD Nrte (Mntes Clars) e COD Triângul (Uberlândia). A viabilizaçã desse tip de peraçã representu um trabalh invadr dentr da empresa. Essa caracterizaçã é evidenciada nã só pelas alternativas técnicas adtadas, cm pela quebra de paradigmas crrida através da integraçã de culturas e enfques perativs diferentes. O desenvlviment d trabalh representu um desafi relevante em funçã de váris fatres enfrentads cm: tamanh e multidisciplinaridade da equipe, distribuída pr diversas regiões d estad de Minas Gerais; envlviment de frnecedres diferentes de gateways de cmunicaçã e de sistemas de supervisã e cntrle; necessidade de trabalh minucis para pssibilitar cmpatibilidade funcinal e de segurança das perações entre s centrs; dedicaçã apenas parcial das equipes em funçã da cncrrência cm utrs prjets também priritáris; riscs inerentes a cmissinaments em instalações já em peraçã. Cbrind s aspects mais imprtantes ds fatres citads, artig abrda a sluçã tecnlógica e s principais requisits de segurança empregads cm s algritms de intertravament desenvlvids n Sistema de Supervisã e Cntrle ds centrs e as Instruções de Operaçã. Adicinalmente, sã apresentads também s benefícis advinds dessa mdalidade de peraçã. 2. Mtivaçã A mtivaçã para desenvlviment d trabalh riginu-se cm a reestruturaçã d setr elétric brasileir, iniciada na década passada. Essa reestruturaçã truxe cm ela a brigatriedade da desverticalizaçã das empresas histricamente integradas cm a CEMIG. Pr cnseguinte, a partir de 2004, a CEMIG se dividiu em três empresas: Cmpanhia Energética de Minas Gerais - CEMIG Hlding, CEMIG Distribuiçã S.A. - CEMIG D e CEMIG Geraçã e Transmissã S.A. - CEMIG GT. Essa divisã truxe impacts para a peraçã das duas nvas empresas, CEMIG GT e CEMIG D. Dentre s impacts principais verificads, dis se destacam. O primeir truxe reflexs na definiçã da prpriedade e respnsabilidade perativa ds ativs. Cm a refrma d setr elétric, as subestações cm nível de tensã mair u igual a 230 kv se cnslidaram cm ativs da CEMIG GT, da mesma frma que usinas cm geraçã superir a 50 MW. Em decrrência desse fat, a respnsabilidade pela peraçã remta dessas instalações ficu cm COS. Cm relaçã a subestações, cm algumas cm perfil de tensã citad também pssuíam circuits de tensã menr u igual a 138 kv, de respnsabilidade da CEMIG D, essa nva rganizaçã levu COS a perar circuits de respnsabilidade ds COD. Iss teve cm cnseqüência um aument na sua carga de trabalh e um desvi d fc da sua finalidade básica. 2

3 O segund impact repercutiu ns requisits de nvs agentes para cnexã na área Minas Gerais. Cm a refrma d setr, fi pssível a entrada de nvs agentes nas antigas áreas de cncessã das empresas tradicinais d setr, nrmalmente s estads da federaçã. Os nvs acesss a sistema elétric da CEMIG, em Minas Gerais, dependend d pnt de cnexã, pderiam afetar tant sistema de ptência da distribuiçã quant da transmissã. Pr iss, era slicitad as nvs acessantes que prvidenciassem infraestrutura de cmunicaçã, tant cm COS quant cm um ds sete COD da CEMIG, para frneciment de infrmaçã de supervisã das instalações. Essa exigência se cnfigurava cm uma cndiçã nersa para acessante e incmpatível cm s bjetivs buscads pela reestruturaçã d setr elétric a mdicidade tarifária. Os impacts descrits levaram a CEMIG a buscar uma sluçã que desse tratament a eles e que estivesse em cnfrmidade cm as diretrizes empresariais de eficiência peracinal. A sluçã fi estruturada num prjet, cnfrme descrit n item seguinte. 3. O Prjet 3.1. Intrduçã A sluçã encntrada para tratar s impacts já citads cntemplu estabeleciment d Prjet de Cmunicaçã d COS e s COD da CEMIG, viabilizand a peraçã cmpartilhada de estações. A implementaçã desse prjet pssibilitu que dads e cntrles fluíssem de um centr para utr, riunds das usinas e subestações e destinads a elas. O Prjet fi planejad para ser executad em 5 etapas, cm duraçã média de 5 meses cada. Na etapa 1 fi desenvlvid um pilt que pssibilitu que COD Metrplitan supervisinasse e cntrlasse s circuits de 13.8 kv da subestaçã Neves 1 de 500 kv. A partir da experiência exitsa desse pilt, a CEMIG deu prsseguiment às demais etapas. Na etapa 2 fi estabelecida a cmunicaçã cm COD Leste e na etapa 3 cm COD Triângul. Encntra-se em curs a etapa 4 que implementará a cmunicaçã d COS cm COD Nrte. Para a etapa 5, está prevista a cnslidaçã d enlace d COS cm COD Metrplitan A Sluçã Técnica Adtada O prjet iniciu-se cm a definiçã de uma equipe multidisciplinar núcle permanente, respnsável pelas definições principais e execuçã d prjet, tend a seguinte cmpsiçã: três prfissinais da área de supervisã e cntrle d COS três prfissinais da área de autmaçã d Cemig D um prfissinal da área de supervisã da peraçã d COS um prfissinal de peraçã de temp real d COD. Essa equipe núcle, sempre que necessári, agrega utrs prfissinais das seguintes áreas: prcediments Operativs, sempre que uma instruçã perativa é necessária prgramaçã de Intervenções, quand da prgramaçã de cmissinaments equipe lcal das instalações, quand da realizaçã ds testes pnt-a-pnt e cmissinaments. 3

4 A gerência d prjet é cnduzida pr dis crdenadres de prjet: um indicad pela CEMIG GT e utr pela CEMIG D. Entre as decisões técnicas tmadas destaca-se a utilizaçã d prtcl ICCP, para cmunicaçã entre COS e cada um ds COD. D lad d COS, esse prtcl fi implantad n gateway SAGE (frneciment CEPEL) e n lad ds COD, n sistema de supervisã e cntrle X- OMNI (frneciment CONCERT), existente em cada um daqueles centrs. A grande cmpatibilidade entre a implementaçã d prtcl ns dis sistemas tem permitid êxit na cmunicaçã. Outra decisã imprtante fi a utilizaçã da infra-estrutura da rede crprativa da Cemig para fins de cmunicaçã entre s centrs. A cnfiabilidade da rede (desde 2006, só huve uma interrupçã da cmunicaçã em funçã de uma grande atualizaçã na sua infraestrutura) e a presença de Firewalls têm garantind a segurança necessária para seu us para fins perativs. A figura 1 apresenta esquema da interligaçã entre s sistemas ds centrs. Figura 1 - Esquema da interligaçã entre s sistemas ds centrs Cnfrme mstrad na figura 1, a respnsabilidade, n COS, pela cmunicaçã de dads e cntrle entre este centr e s COD fica a carg d gateway SAGE, internamente denminad SAGE COD. Essa cmunicaçã é feita através d prtcl ICCP, seguind padrã de mercad para cmunicaçã entre centrs de peraçã. Da mesma frma, a cmunicaçã entre SAGE COD e utr gateway SAGE (internamente denminad SAGE Remta ), respnsável pela cmunicaçã d COS cm as remtas das instalações sb sua respnsabilidade perativa é realizada através d prtcl ICCP. Embra bjetiv desse prtcl seja a cmunicaçã entre centrs, ptu-se pr ele, nessa interligaçã, para manter uma cerência cm papel d SAGE COD, que funcinalmente representa s centrs de peraçã da distiribuiçã. Adicinalmente, existe uma cmunicaçã entre sistema de supervisã e cntrle d COS (denminad SSCD - Sistema de Supervisã e Cntrle Distribuíd) e SAGE COD, para viabilizar a transmissã de dads e cntrle, entre s centrs, de algumas remtas que se interligam a COS pr um utr gateway de cmunicaçã que está send substituíd gradualmente pel SAGE. Essa transmissã de dads é realizada através d prtcl IEC D lad d COD, tda cmunicaçã cm COS é realizada através d sistema de supervisã e cntrle X-OMNI, cnfrme citad anterirmente. 4

5 N nível de aplicaçã, fi implementad um cnjunt de lógicas de intertravament ns sistemas de supervisã e cntrle ds centrs. Essas lógicas visam garantir a segurança ds cntrles enviads pels peradres de cada centr, através ds seus sistemas de supervisã e cntrle, para remtas interligadas a utr centr. Elas sã suprtadas pelas seguintes definições: a Dn d Dad Se a remta se interliga diretamente a COS, entã dn ds dads daquela remta é esse centr. Se a remta se interliga diretamente a COD, entã dn ds dads daquela remta é esse centr. b Mdificadres Inibid e Simulad Quand COS inibir/simular um dad d COS, a infrmaçã de que ele está inibid/simulad será enviada para COD. Quand COD inibir/simular um dad d COD, a infrmaçã de que ele está inibid/simulad será enviada para COS. Quand COS inibir/simular um dad d COD, a infrmaçã de que ele está inibid/simulad nã será enviada para COD. Quand COD inibir/simular um dad d COS, a infrmaçã de que ele está inibid/simulad nã será enviada para COS. Se COS é dn d dad e simulu esse dad, entã COD nã pderá retirar a simulaçã d mesm, mas pderá simular um utr valr para ele. Se COD é dn d dad e simulu esse dad, entã COS nã pderá retirar a simulaçã d mesm, mas pderá simular um utr valr para ele. Se COS é dn d dad e inibiu esse dad, entã COD nã pderá retirar a inibiçã d mesm. Se COD é dn d dad e inibiu esse dad, entã COS nã pderá retirar a inibiçã d mesm. c Estad da Cmunicaçã Um Centr enviará para utr Centr as seguintes infrmações na frma de um Pnt Digital : Estad da cmunicaçã cm a remta. Estad da cmunicaçã cm as subremtas, se esta infrmaçã fr de interesse para utr Centr. d Reasnability Excedid O mdificadr de reasnability excedid d COS é equivalente a verflw de dad analógic (parâmetr d prtcl). Para cada dad analógic, Centr que é dn d mesm enviará para utr Centr a infrmaçã se crreu verflw u nã. e Limite Excedid 5

6 Esta infrmaçã nã será trcada entre s Centrs. Cada Centr fará seu tratament de limites. f Etiquetas Deverã ser prevists 4 tips diferentes de etiquetas. Pderã ser transferids, entre s Centrs de Cntrle, até 4 tips de etiquetas para um únic equipament. Em um determinad instante, um equipament pderá estar cm mais de um tip de etiqueta e pderá estar cm mais de uma etiqueta d mesm tip. Uma etiqueta pderá ter um text assciad a ela. Este text deverá ser transferid entre s Centrs de Cntrle junt cm a etiqueta. Dispsitiv d COS é aquele dispsitiv que é supervisinad pr remta desse centr. Dispsitiv d COD é aquele dispsitiv que é supervisinad pr remta desse centr. Exempls de Dispsitiv: Terminal de Linha, Transfrmadr. Smente serã transferidas de um Centr de Cntrle para utr, as etiquetas daqueles Dispsitivs cuj cntrle pde ser transferid de um Centr de Cntrle para utr. A transferência de etiquetas será feita da seguinte maneira: Quand COS clcar uma etiqueta em um Dispsitiv d COS, esta etiqueta será enviada para COD. Quand COD clcar uma etiqueta em um Dispsitiv d COS, esta etiqueta será enviada para COS. Quand COD clcar uma etiqueta em um Dispsitiv d COD, esta etiqueta será enviada para COS. Quand COS clcar uma etiqueta em um Dispsitiv d COD, esta etiqueta será enviada para COD. Se um determinad Dispsitiv estiver cm uma etiqueta, seja clcada pel COD, seja clcada pel COS, smente Centr de Cntrle que estiver cntrland este Dispsitiv estará habilitad a retirar esta etiqueta. g Telecntrles enviads pel COD para COS O COS e COD estã credenciads a enviar telecntrles para s vãs de nível de tensã na faixa de 13.8 kv a 161 kv. O COS pderá habilitar/desabilitar COD de enviar telecntrles para s vãs de uma remta d COS as quais COD está credenciad a enviar telecntrle e vice-versa. A figura 2 apresenta através de exempls de telas d COS, cm é feita essa habilitaçã pel peradr. 6

7 Figura 2 Cnjunt de telas d COS e a habilitaçã de cntrle a COD Serã criadas as seguintes Chaves Virtuais n COS : Chave Virtual Geral Uma chave pr remta. Esta chave habilita/desabilita COD de enviar telecntrle para tds s vã de uma remta d COS as quais COD está credenciad a enviar telecntrle. O estad desta chave é ajustad pel despachante d COS. Chave Virtual de Vã Uma chave para cada vã. Esta chave habilita/desabilita COD de enviar telecntrle para vã. 7

8 O estad desta chave é ajustad pel despachante d COS. Existem, ainda, duas utras chaves que pdem blquear u nã telecntrle : Chave Inibe/Desinibe Telecntrle Uma chave pr remta. Esta chave habilita/desabilita qualquer Centr de enviar telecntrle para a remta. Chave Lcal/Remt de Vã Uma chave pr vã. Esta chave habilita/desabilita qualquer Centr de enviar telecntrle para um vã. Antes de enviar um telecntrle para vã X, COD verificará se sã atendidas as seguintes cndições: Chave Virtual Geral n estad HABILITADA Chave Virtual d Vã X n estad HABILITADA Chave Inibe/Desinibe Telecntrle n estad HABILITADA Chave Lcal/Remt d Vã X n estad REMOTO Pnt d vã X está NÃO INIBIDO Pnt d vã X está NÃO SIMULADO Pnt d vã X está SEM FALHA DE COMUNICAÇÃO Pnt d vã X está SEM ETIQUETA DE SERVIÇO, seja clcad pel COS, seja clcad pel COD Pnt d vã X está SEM ETIQUETA DE SERVIÇO ESPECIAL (para cntrle de fechament), seja clcad pel COS, seja clcad pel COD Pnt d vã X está SEM INTERTRAVAMENTO Antes de encaminhar para a remta um telecntrle para vã X recebid d COD, COS verificará se sã atendidas as seguintes cndições: Chave Virtual Geral n estad HABILITADA Chave Virtual d Vã X n estad HABILITADA Chave Inibe/Desinibe Telecntrle n estad HABILITADA Chave Lcal/Remt d Vã X n estad REMOTO Pnt d vã X está NÃO INIBIDO Pnt d vã X está NÃO SIMULADO Pnt d vã X está SEM FALHA DE COMUNICAÇÃO Pnt d vã X está SEM ETIQUETA DE SERVIÇO, seja clcad pel COS, seja clcad pel COD Pnt d vã X está SEM ETIQUETA DE SERVIÇO ESPECIAL (para cntrle de fechament), seja clcad pel COS, seja clcad pel COD Pnt d vã X está SEM INTERTRAVAMENTO. Após receber um telecntrle enviad pel COD, COS nã retrnará para COD uma respsta a telecntrle slicitad. Os telecntrles enviads pel COD serã tratads n COS cm cntrles sem verificaçã. A verificaçã se telecntrle fi bem sucedid u nã será de respnsabilidade d COD. h Telecntrles enviads pel COS para COD Nã está previst envi de telecntrles pel COS para COD. 8

9 Cas este tip de telecntrle seja implementad futuramente, serã adtads, em princípi, s mesms critéris estabelecids para telecntrles enviads pel COD para COS. i Mensagens para Despachante d COS Quand crrer mudança de estad de disjuntres de remta d COD, serã geradas mensagens de alarme n arquiv de históric d COS. Nã serã geradas mensagens de alarme na tela de Alarmes. Quand COS receber um telecntrle enviad pel COD, será gerada uma mensagem de event infrmand que COD slicitu um telecntrle. j SAPRE (Sistema de Api a Restabeleciment) Cnfiguraçã Quand COS transferir cntrle de um disjuntr para COD, deverá ser permitid a COD cnfigurar estad desejad deste disjuntr n SAPRE. Ativaçã Exempl : SAPRE LOCAL Usina de Miranda SAPRE REMOTO SE Itabira 2. O SAPRE pderá ser ativad pels 2 Centrs de Cntrle, COS u COD. Em um determinad instante, apenas um ds Centrs de Cntrle estará habilitad a ativar SAPRE. Será criada uma Chave Virtual para ativaçã d SAPRE : Esta chave habilita/desabilita COD de ativar SAPRE. O estad desta chave é ajustad pel despachante d COS. Para que COD pssa ativar SAPRE, deverã ser atendidas as seguintes cndições: Chave Virtual d SAPRE n estad HABILITADA. Chave Virtual Geral n estad HABILITADA O COS é dn de uma instalaçã se a remta daquela instalaçã se cmunica cm COS. O COD é dn de uma instalaçã se a remta daquela instalaçã se cmunica cm COD. A ativaçã d SAPRE será feita da seguinte maneira: Supnha-se que, para uma determinada instalaçã, s cntrles de alguns disjuntres estejam transferids para um determinad Centr de Cntrle e s cntrles ds disjuntres restantes estejam transferids para utr Centr de Cntrle. Quand Centr de Cntrle que estiver habilitad a ativar SAPRE, enviar cntrle de ativaçã d SAPRE, será executad seguinte prcediment : Os cntrles de tds s disjuntres serã transferids para Centr de Cntrle que é dn da instalaçã. 9

10 O Centr de Cntrle que é dn da instalaçã se encarregará de enviar para a instalaçã s cntrles necessáris para a ativaçã d SAPRE. Terminada a ativaçã d SAPRE, s cntrles ds disjuntres serã distribuíds entre s Centrs de Cntrle de md a assumir a mesma cnfiguraçã que existia antes da ativaçã d SAPRE. k Remta Supervisra Deverá ser prevista a supervisã e cntrle de uma remta, chamada Remta Supervisinada, através de uma utra remta, chamada Remta Supervisra. O Centr de Cntrle enviará cntrle para a Remta Supervisra e a Remta Supervisra encaminhará cntrle para a Remta Supervisinada. l Mensagens de SOE Deverá ser prevista a trca de mensagens de SOE (mensagens cm estampa de temp) entre s Centrs de Cntrle. 3.3 A Frma de Implementaçã d Pnt de Vista Operativ A filsfia adtada teve cm bjetiv a transferência da peraçã ds equipaments em nível de tensã de 13,8 kv, pertencentes às subestações que cmpõem a Rede Básica da Área Minas Gerais, d COS Cemig para s Centrs de Operaçã da Distribuiçã. O restabeleciment após crrências envlvend apenas 13,8kV das estações passu a ser crdenad e executad pel COD, cm participaçã ds peradres da SE em cas de necessidade. Nas crrências envlvend s demais níveis de tensã da estaçã a açã perativa permanece a carg d COS, mesm que afete 13,8kV. Além das manbras em disjuntres/religadres, COD está habilitad a fazer cmutaçã de TAP ds transfrmadres de supriment da barra de 13,8 kv, blquei e desblquei de religament autmátic e blquei/desblquei d sensr terra (segund relé de neutr). O restabeleciment ds disjuntres de baixa ds transfrmadres é efetuad cm respnsabilidade e autnmia pel COD quand há abertura apenas s disjuntr de baixa, em funçã de peraçã ds relés de sbrecrrente da transfrmaçã. Se relé perad fr de blquei, cm abertura ds disjuntres de alta e baixa, restabeleciment d transfrmadr será crdenad pel COS. Para as intervenções ns transfrmadres, as manbras n respectiv disjuntr de baixa serã cmandadas e executadas pel COS. Existe n COD instruçã específica para as tratativas de manbras e inspeções lcais n 13,8kV, que devem ser executadas pels peradres da subestaçã, de frma crdenada pel COD. Em cas de perturbaçã ttal, s disjuntres de baixa ds transfrmadres deverã, preferencialmente, permanecer fechads. A preparaçã está a carg d COD, cas cntrle esteja para este centr. As ações para garantir a segurança de pessas, equipaments e mei ambiente sã priritárias em relaçã as prcediments citads. 10

11 4. Cnclusã O Prjet de Cmunicaçã d COS e s COD da CEMIG apresenta-se cm relevante para a peraçã d sistema elétric da empresa. Ele tem desempenhad um papel imprtante para atendiment a diretrizes empresariais de eficiência peracinal. Representa um exempl de sinergia entre equipes de duas empresas d grup, viabilizand a peraçã cmpartilhada de estações. Cm destaque, citam-se s principais benefícis trazids pr ele: Para COD: supervisã e peraçã ds circuits de 13.8 kv em instalações da Transmissã, padrnizand a peraçã d COD; Para COS: aument da bservabilidade, cm ganhs para a segurança da peraçã d sistema e ds aplicativs de Análise de Rede; Reduçã de atividades para a equipe de peraçã lcal das subestações; Para s nvs acessantes: implantaçã de uma só cmunicaçã de dads cm a CEMIG; Para a CEMIG: timizaçã d us ds ativs existentes, através d cmpartilhament ds recurss de transferência de dads. BIBLIOGRAFIA [1] F.F. Wu, K. Mslehi and Anjan Bse, Pwer System Cntrl Centers: Past, Present and Future, Prceedings f the IEEE, Vl. 93, n. 11, pp , Nv [2] I.L. Sauer et al, A Recnstruçã d Setr Elétric Brasileir, Sã Paul, Brasil: Paz e Terra, [3] E.A. Santana and C.A. C.N.V. Oliveira, A Ecnmia ds Custs de Transaçã e a Refrma na Indústria de Energia Elétrica d Brasil, Est. Ecn., Sã Paul, vl. 29, n. 3, PP , Julh-Setembr,