UFABC CECS UFABC CECS Estrutura do Curso ❖ Automação de SEP ❖ Conceitos Fundamentais: SCADA ❖ Sistema de Comunicação: SCADA ❖ Automação de Subestações ❖ Sistemas de Gerenciamento de Energia (EMS) ❖ Sistemas para Automação da Distribuição (DA) ❖ Conceitos sobre Redes Inteligentes UFABC CECS Bibliografia 1. JARDINI, J.A.. Sistemas Digitais para Automação da Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica, 1996, FCA 2. THOMAS, M.S.; McDONALD J.D.. Power System SCADA and Smart Grids, CRC Press, 2015. 3. MOMOH, J.. Smart Grid: Fundamentals of Design and Analysis, Wiley, 2012. 4. Peter, R., Proteção e Automação de Redes - Conceito e Aplicação, 1a edição, São Paulo, Editora Blucher: Schneider, 2011. UFABC CECS Bibliografia - SIGAA Exemplos UFABC CECS Bibliografia - SIGAA Conceitos – Operação de SEP UFABC CECS Avaliação ❑ A avaliação final do aluno será composta pelas seguintes partes: P = Prova final; T = Conteúdo do trabalho escrito; A = apresentação e respostas aos questionamentos. ▪ Média final = 0,7.P + 0,15.T + 0,15.A ❑ Alunos com conceito D ou F podem fazer a REC, sendo a média final: ▪ Média final = 0,7.REC + 0,15.T + 0,15.A ▪ Conceito Final 8,5 ≤ MF ≤ 10,0 7 ≤ MF < 8,5 6 ≤ MF < 7,0 5 ≤ MF < 6 MF < 5 A B C D F • Página da disciplina: https://sites.google.com/ufabc.edu.br/automacao-sep UFABC CECS Regras e Informações • Não é autorizado o uso público de imagens ou materiais • Todo conteúdo destina-se exclusivamente para o estudo dos alunos da disciplina UFABC CECS SEP – Sistema Elétrico de Potência UFABC CECS SEP – Sistema Elétrico de Potência UFABC CECS SEP – Sistema Elétrico de Potência ❑ Componentes do SEP • Geradores geram na faixa de 10 kV a 30 kV. • Tensões no Brasil: 34,5 kV; 69 kV; 88 kV; 138 kV; 230 kV; 345 kV; 440 kV; 500 kV e 750 kV. • SUPERVISÃO • INTEGRAÇÃO • AUTOMAÇÃO 10 UFABC CECS Introdução aos SEP ❑ Sistemas de Transmissão, Subtransmissão e Distribuição • Automação de Subestações • Automação da Distribuição UFABC CECS Estados e Transições do SEP UFABC CECS Automação de SEP ❑ A demanda global de energia cresce em ritmo acelerado, exigindo que os sistemas de transmissão e distribuição tenham um desempenho mais confiável e eficiente, respeitando as questões ambientais. ❑ Nesse sentido, as concessionárias de energia estão investindo em inovações de diversos campos da tecnologia, permitindo mais flexibilidade e escolhas para o consumidor final. ❑ Tais inovações também permitem que a concesssionária desloque o pico da demanda, reduzindo a emissão de CO2, sendo mais eficiente em todos os aspectos. ❑ Atualmente a área de SEP faz uso de poderosas técnicas de processamento de sinais, complexas redes de comunicação e avancadas aplicações computacionais. UFABC CECS Automação de SEP ❖ A automação de SEP, principalmente nas áreas de transmissão e distribuição, estão em rápida ascensão, devido principalmente aos seguintes fatores: • Avanços na área de instrumentação (sensores) • Poder computacional dos dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs) • Redes de comunicação – Ethernet • Menor custo de produtos para a automação de SEP • Padronização dos protocolos de comunicação UFABC CECS Automação de SEP ➢ Recursos Energéticos ✓ No mundo atual, com recursos limitados e aumento da demanda energética, a otimização do uso dos recursos disponíveis torna-se absolutamente essencial. ✓ Recursos convencionais para a geração de energia elétrica, tais como carvão, água, combustível nuclear estão se esgotando ou geram preocupações ambientais. ✓ Recursos renováveis devem ser usados criteriosamente, sendo necessário otimizar o seu uso e evitar desperdício . ✓ A automação do SEP é um dos caminhos para otimizar o uso dos recursos disponíveis, assim as áreas de geração, transmissão e distribuição estão passando por transformações tecnológicas e sendo automatizadas. UFABC CECS Automação de SEP ❑ Sistemas digitais são utilizados para a automação do SEP nos níveis da: ▪ Geração, Transmissão e Distribuição ❑ Tais sistemas são utilizados para supervisão, controle e proteção do SEP, sendo classificados quanto ao processo a que estão relacionados: • • • • Sistemas de supervisão do sistema de potência Sistema de automação de subestações Sistema de automação de usinas Sistema de automação da distribuição ❑ Distinguem-se quanto às funções de comando, controle, supervisão e proteção que neles estão instaladas, portanto possuem objetivos diferentes. ❑ Trocam informações entre si, de forma a executar suas funções, sem duplicação na coleta de dados e nas ações. ❑ Estão ligados através de uma rede de comunicação de dados que constitui a espinha dorsal destes sistemas. UFABC CECS Sistema de Supervisão e Controle do SEP ❑ O Sistema de Supervisão e Controle (SSC) fornece condições para a coordenação da operação e da manutenção do sistema elétrico, isto visto de uma forma global. • O SSC é composto por vários níveis hierárquicos de ação. SSC ✓ UAC- Unidade de Aquisição de Dados e Controle. ✓ COR- Centro de Operação Regional ✓ COS- Centro de Operação do Sistema UFABC CECS Sistema de Supervisão e Controle do SEP - UAC SSC ❑ Normalmente, são instaladas uma ou mais UAC para cada subestação, sendo os dados relativos a elas comunicados aos COR via canal de telecomunicações (tipicamente a micro-onda, fibra ótica, etc.). ❑ Apenas os dados mais significativos da estação são repassados para o SSC. Por exemplo, o estado dos disjuntores das linhas, geradores e transformadores, as potências ativas e reativas em cada elemento, e as tensões nas várias barras. ❑ Outros dados não têm interesse ao SSC, como por exemplo, o estado dos disjuntores do serviço auxiliar da estação. UFABC CECS Sistema de Supervisão e Controle do SEP - COR SSC ❑ No COR ocorrem as operações das subestações e usinas de uma dada região, partindo, por exemplo, os sinais de telecomando dos disjuntores das linhas (ou sinais para conexão de geradores) e chegando os dados coletados nas UAC. ❑ No COR está localizado um sistema computacional que possui a interface homem-máquina (IHM), permitindo ao operador da região tomar conhecimento dos alarmes, da sequência de eventos e medições, bem como executar comandos. ✓ Em resumo, reside no COR a função SCADA ▪ SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition. UFABC CECS Sistema de Supervisão e Controle do SEP - COS SSC ❑ No COS encontram-se as facilidades para a operação global centralizada do SEP. ▪ No COS está localizado um sistema digital, com as funções denominadas de "alto nível“, onde são obtidas as informações necessárias para a operação adequada e segura do sistema. ▪ Algumas funções são: previsão de carga; programação hidroenergética, previsão de cheias e vazões efluentes nos reservatórios; fluxo de potência; análise de contingência; otimização da geração e transmissão; controle de carga e frequência; coordenação da manutenção, etc. UFABC CECS Automação de SEP ➢Alguns Desafios ✓ A integração das tecnologias existentes com as tecnologias mais modernas requer habilidades dos técnicos envolvidos, que devem ser capazes de transitar entre esses diferentes cenários tecnologicos. ✓ No cenário atual, a maior parte dos profissionais aprende sobre as novas tecnologias em “tempo real” visto que o desenvolvimento das mesmas ocorre de forma muito rápida , com novos protocolos, IEDs, funções, etc… UFABC CECS Evolução da Automação de SEP ➢ Salas de Controle • Inicialmente as salas de controle eram construídas com equipamentos analógicos grandes e volumosos, formando imensos paineis que se interligavam aos equipamentos de campo por uma enorme quantidade de cabos. • Muitas vezes o operador não conseguia fazer uso da informação disponível, visto que durante uma ocorrência inúmeros eventos (sianlizações / indicações) ocorriam simultaneamente, sem nenhum tipo de processamento inteligente dos alarmes. UFABC CECS Evolução da Automação de SEP ➢ Salas de Controle • A reconfiguração ou expanção do sistema exigia um custo elevado. O espaço necessário para as salas de controle também constituia uma restrição, dada as dimensões dos equipamentos anlógicos. • O armazenamento das informações para a importante tarefa de análise pós-evento, essencial em SEP, constituia uma tarefa díficil. UFABC CECS Evolução da Automação de SEP ➢ Salas de Controle • Com a introdução dos computadores no cenário da automação, as tarefas dos operadores foi facilitada, embora inicialmente a utilização dos computadores ser restrita a armazenamento de dados e mudança de set point dos controladores. • No início, os computadores digitais tinham sérias desvantagens, como: pouca memória, baixa confiabilidade e programação em linguagem de máquina. UFABC CECS Evolução da Automação de SEP ➢ Salas de Controle • Os avanços tecnológicos nas áreas de circuitos integrados e no campo das comunicações proporcionaram um salto nos sistemas de automação, que tornaram-se modulares, menores e distribuídos, com funções pré-programadas. • Redundâncias em todos os níveis de automação são agora possíveis, devido a disponibilidade de componentes a menor custo, inclusive capazes de executarem auto diagnósticos nos componentes do SCADA.
