{"id":3022,"date":"2019-03-25T17:42:20","date_gmt":"2019-03-25T20:42:20","guid":{"rendered":"http:\/\/xexeu.elipse.com.br\/pt\/automacao-de-subestacoes-sistema-automatico-de-alivio-de-carga\/"},"modified":"2019-03-25T17:42:20","modified_gmt":"2019-03-25T20:42:20","slug":"automacao-de-subestacoes-sistema-automatico-de-alivio-de-carga","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kb.elipse.com.br\/en\/automacao-de-subestacoes-sistema-automatico-de-alivio-de-carga\/","title":{"rendered":"Automa\u00e7\u00e3o de subesta\u00e7\u00f5es – Sistema autom\u00e1tico de al\u00edvio de carga."},"content":{"rendered":"
\n
INTRODU\u00c7\u00c3O<\/b><\/p>\n

Atualmente, algumas ind\u00fastrias utilizam um sistema de gera\u00e7\u00e3o misto, ou seja, sua carga \u00e9 alimentada por gera\u00e7\u00e3o pr\u00f3pria (co-gera\u00e7\u00e3o) complementada com suprimento pelo sistema el\u00e9trico regional. Em casos de emerg\u00eancia no suprimento pela rede, e dependendo do consumo naquele instante, deve-se proceder com um desligamento m\u00ednimo de carga de forma a equilibr\u00e1-la com a gera\u00e7\u00e3o local, respeitando-se um crit\u00e9rio de prioridade que selecione determinadas cargas.<\/p>\n

Hoje em dia, a maioria dos sistemas de descarte ou de al\u00edvio de cargas s\u00e3o feitos com rel\u00e9s de frequ\u00eancia e sistemas de controle que s\u00e3o disparados ap\u00f3s perturba\u00e7\u00f5es no sistema el\u00e9trico, e tamb\u00e9m baseiam-se em algoritmos est\u00e1ticos, ou seja, algoritmos que levam em considera\u00e7\u00e3o n\u00fameros fixos de cargas e de prioridades para atua\u00e7\u00e3o do desligamento de parte do sistema.<\/p>\n

No entanto, com a evolu\u00e7\u00e3o dos dispositivos eletr\u00f4nicos inteligentes, das redes de comunica\u00e7\u00e3o e dos softwares de supervis\u00e3o e controle (SCADA), tornou-se poss\u00edvel a busca por uma solu\u00e7\u00e3o que seja capaz de pr\u00e9-disponibilizar o desligamento de cargas antes que dist\u00farbios se propaguem no sistema el\u00e9trico e que geradores sejam desligados e\/ou danificados. Al\u00e9m disso, este sistema deve possuir um algoritmo inteligente que leve em considera\u00e7\u00e3o, al\u00e9m das prioridades de cargas, a situa\u00e7\u00e3o da rede el\u00e9trica em opera\u00e7\u00e3o, permitindo que uma quantidade suficiente de cargas seja desligada e que o sistema seja mantido em equil\u00edbrio.<\/p>\n

Comunica\u00e7\u00e3o entre sistemas<\/b><\/p>\n

A comunica\u00e7\u00e3o entre diferentes sistemas utiliza um conjunto de regras que define o tipo e a ordem de troca das mensagens. Este conjunto de regras \u00e9 chamado de protocolo de comunica\u00e7\u00e3o. O objetivo principal de um protocolo de comunica\u00e7\u00e3o \u00e9 permitir que sistemas e equipamentos que possuam arquiteturas internas distintas possam trocar informa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

No entanto, a falta de um modelo de refer\u00eancia que defina as regras b\u00e1sicas para uma determinada comunica\u00e7\u00e3o implica no surgimento de solu\u00e7\u00f5es propriet\u00e1rias, ou seja, cada fabricante pode definir um protocolo espec\u00edfico para os seus produtos e impedir a comunica\u00e7\u00e3o com equipamentos de outros fabricantes. O problema da diversidade de protocolos propriet\u00e1rios tamb\u00e9m ocorre nas subesta\u00e7\u00f5es de energia el\u00e9trica, ou seja, cada fabricante utiliza o seu protocolo, o que dificulta a interliga\u00e7\u00e3o entre equipamentos de fabricantes distintos. Esta interliga\u00e7\u00e3o pode ser feita atrav\u00e9s de conversores de protocolos (gateways), mas esta alternativa gera atrasos de comunica\u00e7\u00e3o. Para sistemas em tempo real, como \u00e9 o caso da prote\u00e7\u00e3o de uma subesta\u00e7\u00e3o, atrasos na troca de mensagens podem gerar atua\u00e7\u00f5es indevidas, provocando dist\u00farbios no fornecimento de energia el\u00e9trica.<\/p>\n

Com o objetivo de obter um padr\u00e3o \u00fanico de comunica\u00e7\u00e3o entre equipamentos em uma subesta\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica, alguns esfor\u00e7os foram iniciados. No in\u00edcio dos anos 90, grupos de trabalho do Comit\u00ea T\u00e9cnico TC57 da IEC (International Electrotechnical Comission) foram estabelecidos para preparar um padr\u00e3o para a comunica\u00e7\u00e3o de sistemas em subesta\u00e7\u00f5es. Esse padr\u00e3o foi denominado IEC61850.<\/p>\n

Comunica\u00e7\u00e3o segundo a norma IEC61850<\/b><\/p>\n

A norma IEC61850 \u00e9 dividida em dez partes (Figura 1), sendo que cada parte consiste em um documento que define as caracter\u00edsticas que uma determinada implementa\u00e7\u00e3o deve ter para estar em conformidade com a referida norma.<\/div>\n

\"\"
Figura 1<\/font><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
As partes da norma que se referem \u00e0 comunica\u00e7\u00e3o de dados definem os modelos para dados e camada f\u00edsica, bem como o modo de troca de mensagens. Dentre as principais vantagens trazidas pela comunica\u00e7\u00e3o segundo a norma IEC61850 destacam-se:<\/p>\n
    \n
  • Comunica\u00e7\u00e3o entre diferentes equipamentos de campo;\n<\/li>\n
  • Suporte a fun\u00e7\u00f5es espec\u00edficas para a prote\u00e7\u00e3o el\u00e9trica;\n<\/li>\n
  • Opera\u00e7\u00e3o distribu\u00edda;\n<\/li>\n
  • Redu\u00e7\u00e3o nos custos de engenharia e comissionamento;\n<\/li>\n
  • Maiores velocidades de troca de informa\u00e7\u00f5es;\n<\/li>\n
  • Mensagens r\u00e1pidas e priorit\u00e1rias GOOSE e SV;\n<\/li>\n
  • Envio espont\u00e2neo de mensagens (Reports);\n<\/li>\n
  • Mensagens enviadas com estampa de tempo.<\/li>\n<\/ul>\n

    Al\u00edvio de cargas<\/b><\/p>\n

    Um sistema de pot\u00eancia em condi\u00e7\u00f5es est\u00e1veis de opera\u00e7\u00e3o, com frequ\u00eancia nominal, deve apresentar um equil\u00edbrio entre as pot\u00eancias geradas e consumidas.<\/div>\n

    <\/p>\n

    \"\"
    Figura 2<\/font><\/b><\/div>\n
    Um aumento na demanda ou a perda de uma unidade de gera\u00e7\u00e3o podem causar um desequil\u00edbrio entre a gera\u00e7\u00e3o e a carga, resultando em uma diminui\u00e7\u00e3o da frequ\u00eancia, que pode levar todo o sistema ao colapso. Em uma ind\u00fastria com co-gera\u00e7\u00e3o, \u00e9 necess\u00e1rio observar o equil\u00edbrio no uso de gera\u00e7\u00e3o pr\u00f3pria e externa durante emerg\u00eancias na rede externa ou interna.<\/p>\n

    No caso de desligamento em fun\u00e7\u00e3o de anomalias na rede, a remo\u00e7\u00e3o r\u00e1pida e seletiva de algumas cargas pode possibilitar uma recupera\u00e7\u00e3o do equil\u00edbrio, evitando assim um desligamento prolongado do sistema e permitindo a restaura\u00e7\u00e3o do servi\u00e7o em um tempo aceit\u00e1vel. Isto \u00e9 conhecido como esquema de Al\u00edvio, Rejei\u00e7\u00e3o ou Descarte de Cargas (Load Shedding, em ingl\u00eas), e \u00e9 uma tentativa de restabelecer o balan\u00e7o de pot\u00eancia entre a produ\u00e7\u00e3o e o consumo. Este esquema deve cumprir alguns princ\u00edpios b\u00e1sicos:<\/p>\n

      \n
    • Evitar disparos (triggers) indevidos;\n<\/li>\n
    • Atuar rapidamente;\n<\/li>\n
    • Desligar o menor n\u00famero de cargas;\n<\/li>\n
    • Respeitar as prioridades de cada carga.<\/li>\n<\/ul>\n

      Sistemas atuais<\/b><\/p>\n

      Em uma rede de transmiss\u00e3o regional, sempre que ocorrer um dist\u00farbio na gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica, ocorrer\u00e1 uma varia\u00e7\u00e3o de frequ\u00eancia no sistema. A rapidez com que a frequ\u00eancia
      varia \u00e9 diretamente proporcional ao dist\u00farbio ocorrido. Quando ocorre a diminui\u00e7\u00e3o de capacidade da fonte geradora para suprir a carga, a frequ\u00eancia cai. Quando uma carga \u00e9 retirada do sistema, existe a tend\u00eancia ao aumento da frequ\u00eancia. Devido a este comportamento de altera\u00e7\u00e3o da frequ\u00eancia, atualmente s\u00e3o utilizados rel\u00e9s de frequ\u00eancia e CLPs (controladores l\u00f3gicos program\u00e1veis) para controlarem os sistemas de rejei\u00e7\u00e3o de carga.<\/p>\n

      No entanto, este tipo de sistema de controle atua somente ap\u00f3s os geradores remanescentes perderem parte da sua in\u00e9rcia nominal e apresentarem certa varia\u00e7\u00e3o de velocidade, o que em muitos casos acaba comprometendo a estabilidade, ou na maior parte dos casos provocando a necessidade de um descarte adicional de carga, para que os geradores retornem a rota\u00e7\u00e3o nominal e a frequ\u00eancia seja normalizada.<\/p>\n

      Outra limita\u00e7\u00e3o dos sistemas de rejei\u00e7\u00e3o de cargas \u00e9 que eles se baseiam em l\u00f3gicas est\u00e1ticas de controle, ou seja, um n\u00famero fixo de cargas ser\u00e3o desligadas respeitando-se prioridades previamente cadastradas durante o projeto e a configura\u00e7\u00e3o da l\u00f3gica de controle. Este tipo de sistema tamb\u00e9m n\u00e3o verifica o fluxo de carga e o cen\u00e1rio el\u00e9trico atual do sistema de pot\u00eancia, o que impede que o controle desligue a quantidade exata de carga respons\u00e1vel pelo desequil\u00edbrio entre gera\u00e7\u00e3o e consumo. Al\u00e9m disso, tais sistemas apresentam dificuldade de expans\u00e3o para a adi\u00e7\u00e3o de novas cargas na planta industrial.<\/p>\n

      Sistemas adaptativos<\/b><\/p>\n

      Os sistemas de rejei\u00e7\u00e3o adaptativa de carga, por sua vez, n\u00e3o desligam um n\u00famero pr\u00e9-definido de circuitos, mas sim a quantidade de carga necess\u00e1ria para restabelecer o equil\u00edbrio do sistema, baseado na quantidade de pot\u00eancia ativa que deixou de ser fornecida.<\/p>\n

      Neste esquema, \u00e9 necess\u00e1rio que se fa\u00e7a um c\u00e1lculo cont\u00ednuo das condi\u00e7\u00f5es operacionais do sistema el\u00e9trico protegido (fluxo de carga), com o objetivo de rejeitar a percentagem adequada de carga necess\u00e1ria para o restabelecimento das condi\u00e7\u00f5es de equil\u00edbrio.<\/p>\n

      Para isso, h\u00e1 a necessidade de medi\u00e7\u00e3o cont\u00ednua da pot\u00eancia em cada alimentador, cujos valores devem ser disponibilizados ao sistema de controle respons\u00e1vel pela l\u00f3gica de al\u00edvio de carga. Neste caso, a informa\u00e7\u00e3o de cada pot\u00eancia pode ser viabilizada atrav\u00e9s de medi\u00e7\u00e3o direta ou rede de comunica\u00e7\u00e3o a partir de outros dispositivos que j\u00e1 estiverem instalados nos respectivos bays. Para isso, a comunica\u00e7\u00e3o digital \u00e9 necess\u00e1ria a partir destes dispositivos.<\/p>\n

      Um algoritmo especial compara uma pot\u00eancia de refer\u00eancia definida pelo usu\u00e1rio com as pot\u00eancias individuais de cada carga, sendo estabelecidas prioridades para cada uma. O algoritmo ent\u00e3o seleciona os alimentadores, de acordo com as prioridades, de maneira a se obter uma soma maior que o valor de refer\u00eancia, minimizando a diferen\u00e7a entre o que deve ser rejeitado e as cargas a serem desligadas. Este algoritmo deve atualizar continuamente suas medi\u00e7\u00f5es baseadas nas condi\u00e7\u00f5es atuais de opera\u00e7\u00e3o do sistema.
      Os resultados s\u00e3o compilados em um formato final de tabela din\u00e2mica, que define as cargas a serem imediatamente desconectadas. Isto permite que o esquema funcione praticamente de maneira instant\u00e2nea, ou seja, as tabelas que s\u00e3o continuamente atualizadas ir\u00e3o desligar as respectivas cargas t\u00e3o logo ocorra o gatilho (trigger) que d\u00e1 in\u00edcio ao processo de rejei\u00e7\u00e3o.
      Em compara\u00e7\u00e3o com o esquema tradicional de rejei\u00e7\u00e3o de cargas, ou rejei\u00e7\u00e3o est\u00e1tica, a rejei\u00e7\u00e3o adaptativa possui uma maior de capacidade de desligar cargas cujo somat\u00f3rio \u00e9 mais pr\u00f3ximo da quantidade real necess\u00e1ria para se atingir o n\u00edvel de estabilidade. Assim, o esquema \u00e9 quase sempre eficiente j\u00e1 na primeira tentativa, ou seja, apenas o primeiro n\u00edvel de cargas \u00e9 desligado.<\/p>\n

      Software Elipse Power<\/b><\/p>\n

      O Elipse Power \u00e9 uma ferramenta de desenvolvimento de aplica\u00e7\u00f5es de supervis\u00e3o, controle e an\u00e1lise de sistemas de energia el\u00e9trica (SCADA). Re\u00fane ferramentas para apoio, simula\u00e7\u00f5es e opera\u00e7\u00f5es dos sistemas el\u00e9tricos com a estrutura de um software SCADA tradicional, promovendo a intera\u00e7\u00e3o entre a monitora\u00e7\u00e3o e controle do sistema de rejei\u00e7\u00e3o de cargas.<\/p>\n

      A estrutura SCADA do software permite recursos para a supervis\u00e3o e o controle voltados \u00e0 opera\u00e7\u00e3o em rede e aplica\u00e7\u00f5es distribu\u00eddas atrav\u00e9s de um modelo de objetos e uma interface gr\u00e1fica, al\u00e9m de uma arquitetura que permite o desenvolvimento de aplica\u00e7\u00f5es e conectividade com dispositivos eletr\u00f4nicos inteligentes atrav\u00e9s de padr\u00f5es ethernet TCP\/IP ou UDP\/IP. Al\u00e9m disso, o software troca informa\u00e7\u00f5es com equipamentos atrav\u00e9s de m\u00f3dulos (drivers de comunica\u00e7\u00e3o) que implementam o protocolo IEC61850.<\/p>\n

      Os m\u00f3dulos e subsistemas do Elipse Power s\u00e3o executados a partir de um modelo el\u00e9trico que descreve o diagrama unifilar da subesta\u00e7\u00e3o e todas as suas informa\u00e7\u00f5es el\u00e9tricas. Todos os equipamentos de campo s\u00e3o modelados atrav\u00e9s de objetos t\u00edpicos do software, representando de forma fiel a estrutura do sistema. Esta modelagem permite a estrutura\u00e7\u00e3o do sistema, visando sua padroniza\u00e7\u00e3o, e mantendo assim sua estrutura hier\u00e1rquica, al\u00e9m de manter todas as informa\u00e7\u00f5es referentes a cada equipamento.<\/p>\n

      Baseado na modelagem el\u00e9trica, o Elipse Power executa m\u00f3dulos matem\u00e1ticos de apoio \u00e0 opera\u00e7\u00e3o do sistema. Estes m\u00f3dulos interagem, em tempo real, diretamente com a aplica\u00e7\u00e3o SCADA, buscando informa\u00e7\u00f5es do cen\u00e1rio atual e retornando o resultado de cada um destes m\u00f3dulos de an\u00e1lise el\u00e9trica. O m\u00f3dulo necess\u00e1rio \u00e0 implementa\u00e7\u00e3o do sistema de rejei\u00e7\u00e3o de cargas para o sistema el\u00e9trico de uma planta industrial \u00e9 o Load Shedding, respons\u00e1vel pela l\u00f3gica online de an\u00e1lise de desequil\u00edbrio de pot\u00eancia e desligamento de cargas do sistema:<\/p>\n<\/div>\n

      \"\"
      Figura 3<\/font><\/b><\/div>\n

      <\/p>\n

      O m\u00f3dulo Load Shedding do Elipse Power utiliza as informa\u00e7\u00f5es provenientes dos IEDs e os algoritmos de an\u00e1lise de sistemas el\u00e9tricos para calcular o exato montante de carga que deve ser cortado, de modo a garantir o equil\u00edbrio da rela\u00e7\u00e3o carga x gera\u00e7\u00e3o. \u00c9 um sistema inteligente que identifica online a sequ\u00eancia de quantidade de cargas que deve ser desligada, levando-se em considera\u00e7\u00e3o a pot\u00eancia entregue pela rede da concession\u00e1ria antes do ilhamento, e a quantidade de gera\u00e7\u00e3o local dispon\u00edvel para se manter as cargas essenciais, utilizando-se para isso os preceitos estabelecidos por uma rejei\u00e7\u00e3o adaptativa de cargas. Portanto, as pot\u00eancias consumidas e geradas devem ser continuamente monitoradas.<\/div>\n

      <\/p>\n

      \"\"
      Figura 4<\/b><\/font><\/div>\n
      O algoritmo utilizado pelo m\u00f3dulo Load Shedding do Elipse Power necessita das seguintes informa\u00e7\u00f5es para funcionar adequadamente:<\/p>\n
        \n
      • Equipamentos que comp\u00f5em o sistema (chaves, disjuntores, geradores, cargas, transformadores, condutores, etc.);\n<\/li>\n
      • Conectividade entre os equipamentos (interliga\u00e7\u00e3o entre os terminais dos equipamentos);\n<\/li>\n
      • Dist\u00farbios que podem provocar o desligamento (por exemplo: perda do sistema supridor, sa\u00edda de opera\u00e7\u00e3o de uma unidade geradora local, perda de um transformador local, etc.), tamb\u00e9m chamados de cen\u00e1rios de simula\u00e7\u00e3o;\n<\/li>\n
      • Medidas el\u00e9tricas necess\u00e1rias para calcular o descarte (pot\u00eancia ativa, pot\u00eancia reativa, tens\u00e3o e estado de chaves\/disjuntores);\n<\/li>\n
      • Vari\u00e1veis de mem\u00f3ria do IEDs que receber\u00e3o as escritas de Habilita\u00e7\u00e3o\/Desabilita\u00e7\u00e3o que participam do desligamento para cada dist\u00farbio cadastrado;\n<\/li>\n
      • Prioridade de cada carga.<\/li>\n<\/ul>\n

        A l\u00f3gica seguida para determinar quais disjuntores participar\u00e3o do descarte est\u00e1 apresentada na figura abaixo:<\/div>\n

        <\/p>\n

        \"\"
        Figura 5<\/font><\/b><\/div>\n
        O objetivo final deste m\u00f3dulo \u00e9 desligar o m\u00ednimo de carga o mais rapidamente poss\u00edvel, levando-se em considera\u00e7\u00e3o as prioridades das cargas individuais. A intelig\u00eancia deste m\u00f3dulo \u00e9 associada \u00e0 possibilidade de livre aloca\u00e7\u00e3o de uma prioridade a qualquer momento. Esta prioridade pode ser associada a cada uma das cargas, e n\u00e3o apenas aos alimentadores, como ocorre no esquema est\u00e1tico, baseado em rel\u00e9s de frequ\u00eancia.<\/p>\n

        A grande vantagem deste sistema \u00e9 que a quantidade de carga m\u00ednima suficiente ser\u00e1 desligada, obedecendo \u00e0s prioridades que podem ser definidas pelo usu\u00e1rio, e garantindo uma melhor estabilidade do sistema associada ao cumprimento de seus requisitos de opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

        Outra caracter\u00edstica importante do m\u00f3dulo de rejei\u00e7\u00e3o de cargas \u00e9 o tempo de resposta do sistema. Como o Elipse Power simula ciclicamente os poss\u00edveis dist\u00farbios que podem ocorrer na rede, calculando previamente o conjunto de disjuntores que dever\u00e3o participar do descarte, no momento do dist\u00farbio o software n\u00e3o adiciona atraso na atua\u00e7\u00e3o dos dispositivos, fazendo com que os tempos envolvidos sejam referentes somente \u00e0 comunica\u00e7\u00e3o entre os IEDs via GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) e ao tempo de abertura f\u00edsica do disjuntor.<\/p>\n

        Sistema proposto<\/b><\/p>\n

        Com base nos conceitos de esquemas adaptativos e inteligentes para rejei\u00e7\u00e3o de cargas, e nos preceitos alinhados ao desenvolvimento da norma IEC61850, \u00e9 poss\u00edvel conceber um sistema de al\u00edvio de cargas cuja fun\u00e7\u00e3o seja manter o consumo de uma planta el\u00e9trica dentro dos limites de gera\u00e7\u00e3o dispon\u00edvel. Este sistema de rejei\u00e7\u00e3o pode ser desenvolvido atrav\u00e9s de uma plataforma digital, baseada no software Elipse Power, que apresenta interface com dispositivos eletr\u00f4nicos inteligentes distribu\u00eddos ao longo do processo e com usu\u00e1rios do sistema atrav\u00e9s de janelas gr\u00e1ficas (telas).<\/p>\n

        Este sistema adquire o estado da planta el\u00e9trica, tais como a posi\u00e7\u00e3o de disjuntores e seccionadoras e as pot\u00eancias fornecidas e consumidas. A partir destas informa\u00e7\u00f5es, o sistema determina as cargas a serem descartadas no caso de perda de cada uma das fontes do sistema para que o equil\u00edbrio fonte-consumo seja mantido.
        Esta previs\u00e3o de descarte \u00e9 transferida para os IEDs, que (no caso de uma ocorr\u00eancia, como perda de uma ou mais fontes de energia) promovem o desligamento das cargas pr\u00e9-definidas pelo pr\u00f3prio sistema digital, de acordo com a ordem de prioridades.<\/div>\n

        <\/p>\n

        \"\"
        Figura 6<\/font><\/b><\/p>\n<\/div>\n

        <\/p>\n

        A figura acima ilustra a arquitetura do sistema proposto para rejei\u00e7\u00e3o de cargas. Nesta arquitetura, IEDs promovem a leitura de grandezas el\u00e9tricas (correntes, tens\u00f5es e pot\u00eancias) e
        dos estados dos disjuntores de uma planta industrial, reportando estas informa\u00e7\u00f5es ao m\u00f3dulo Load Shedding do Elipse Power, respons\u00e1vel pelo sistema de al\u00edvio de cargas, atrav\u00e9s de conex\u00e3o via fibra \u00f3ptica e protocolo IEC61850. O software executa o seu algoritmo, ou seja, constantemente verifica quais fontes e cargas est\u00e3o conectadas ao sistema el\u00e9trico, e determina, para cada ilha prevista, quais cargas dever\u00e3o ser desligadas no caso de perda do sistema supridor de energia (rede el\u00e9trica).<\/p>\n

        Como o software Elipse Power apenas pr\u00e9-sensibiliza os IEDs, a decis\u00e3o de descartar a carga no momento do evento real depende apenas dos IEDs. Para isso, eles devem estar devidamente programados, possuindo uma l\u00f3gica interna  que considere tanto os elementos de mem\u00f3ria que recebem a sensibiliza\u00e7\u00e3o do m\u00f3dulo de descarte do supervis\u00f3rio quanto as mensagens GOOSE de indica\u00e7\u00e3o dos eventos. A Figura 7 apresenta a l\u00f3gica que deve estar programada no IED.<\/div>\n

        <\/p>\n

        \"\"<\/p>\n

        Figura 7<\/font><\/b><\/div>\n

        <\/p>\n

        Sempre que houver perda do sistema supridor, ser\u00e1 disparado um gatilho correspondente ao evento que indica a abertura de um disjuntor de entrada da planta, e que poder\u00e1 circular at\u00e9 os IEDs relativos \u00e0s cargas por configura\u00e7\u00e3o de mensagens do tipo GOOSE. Estes gatilhos, ao chegarem aos IEDs dos bays de alimenta\u00e7\u00e3o, e em conjunto com as l\u00f3gicas j\u00e1 recebidas do supervis\u00f3rio, ir\u00e3o promover os desligamentos necess\u00e1rios para que seja mantido o equil\u00edbrio entre fonte e consumo. <\/p>\n

        A atua\u00e7\u00e3o do sistema atrav\u00e9s de gatilho acionado por abertura de disjuntor, ao contr\u00e1rio da tradicional atua\u00e7\u00e3o por subfrequ\u00eancia, traz um grande ganho de efici\u00eancia ao sistema, uma vez que a atua\u00e7\u00e3o por subfrequ\u00eancia s\u00f3 ocorrer\u00e1 ap\u00f3s os geradores remanescentes perderem parte da in\u00e9rcia nominal, o que em muitos casos compromete a estabilidade, ou ent\u00e3o que requer um descarte adicional para que a rota\u00e7\u00e3o nominal retorne e a frequ\u00eancia seja normalizada. A atua\u00e7\u00e3o praticamente instant\u00e2nea com o gatilho na abertura do disjuntor da fonte promove uma equaliza\u00e7\u00e3o entre fontes remanescentes e cargas em tempo h\u00e1bil, tornando o descarte mais eficiente, mesmo que um n\u00famero menor de cargas tenha sido cortado.<\/p>\n

        A efic\u00e1cia deste sistema na rejei\u00e7\u00e3o de cargas se d\u00e1 pelo fato de que ele utiliza os recursos da comunica\u00e7\u00e3o vertical e horizontal. A comunica\u00e7\u00e3o vertical descreve a comunica\u00e7\u00e3o entre o software de supervis\u00e3o e controle e os IEDs. Esta comunica\u00e7\u00e3o inclui monitora\u00e7\u00e3o do processo de dados movido a eventos, comandos e parametriza\u00e7\u00e3o, e utiliza o recurso de mensagens expl\u00edcitas. Por outro lado, a comunica\u00e7\u00e3o horizontal descreve a comunica\u00e7\u00e3o entre os IEDs. Este tipo de comunica\u00e7\u00e3o \u00e9 utilizado para, por exemplo, realizar a transfer\u00eancia de dados de intertravamentos ou de tr\u00e1fego dos gatilhos de perda de unidades de gera\u00e7\u00e3o (GOOSE).<\/p>\n

        CONSIDERA\u00c7\u00d5ES FINAIS<\/b><\/p>\n

        Atualmente, muitas plantas industriais trabalham com uma composi\u00e7\u00e3o mista para gera\u00e7\u00e3o da energia el\u00e9trica consumida em seus processos, onde parte da pot\u00eancia \u00e9 suprida por um alimentador conectado a uma concession\u00e1ria e outra parte \u00e9 fornecida por geradores pr\u00f3prios, abastecidos pela pr\u00f3pria ind\u00fastria. Esta configura\u00e7\u00e3o de sistema el\u00e9trico \u00e9 conhecida como co-gera\u00e7\u00e3o, e auxilia as ind\u00fastrias a diminuir o consumo de energia de suas concession\u00e1rias e manter o equil\u00edbrio gera\u00e7\u00e3o x carga.<\/p>\n

        No entanto, durante os hor\u00e1rios de pico de demanda de carga, caso ocorram falhas no sistema de co-gera\u00e7\u00e3o ou uma falta repentina do sistema supridor de energia, a remo\u00e7\u00e3o r\u00e1pida e seletiva de algumas cargas pode possibilitar que o sistema permane\u00e7a em equil\u00edbrio, evitando assim um desligamento prolongado de todas as cargas. Isto \u00e9 conhecido como esquema de al\u00edvio de cargas, e \u00e9 uma tentativa de restabelecer o balan\u00e7o de pot\u00eancia entre a produ\u00e7\u00e3o e o consumo.<\/p>\n

        A maioria dos sistemas de al\u00edvio de cargas existentes baseia-se em algoritmos est\u00e1ticos, que levam em considera\u00e7\u00e3o n\u00fameros fixos de cargas, e s\u00e3o implementados atrav\u00e9s de rel\u00e9s de frequ\u00eancia e CLPs que executam l\u00f3gicas disparadas ap\u00f3s perturba\u00e7\u00f5es no sistema el\u00e9trico, provocando desligamentos desnecess\u00e1rios e at\u00e9 mesmo danificando os geradores conectados \u00e0 subesta\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

        Com a evolu\u00e7\u00e3o dos equipamentos inteligentes de campo, das redes, dos protocolos de comunica\u00e7\u00e3o e dos sistemas de supervis\u00e3o e aquisi\u00e7\u00e3o de dados, torna-se poss\u00edvel implementar um algoritmo de rejei\u00e7\u00e3o adaptativa de carga que n\u00e3o desligue um n\u00famero pr\u00e9-definido de circuitos, mas sim a quantidade de carga necess\u00e1ria para restabelecer o equil\u00edbrio do sistema, baseado na quantidade de pot\u00eancia ativa que deixou de ser fornecida.<\/p>\n

        O sistema de rejei\u00e7\u00e3o de cargas deve trabalhar com uma faixa de prioridades para cada carga ajustada em tempo real pelos usu\u00e1rios do sistema, simular os cen\u00e1rios el\u00e9tricos constantemente, e pr\u00e9-sensibilizar os IEDs respons\u00e1veis pelo desligamento das cargas antes que ocorra um evento que prejudique o balan\u00e7o de pot\u00eancia do sistema el\u00e9trico.<\/p>\n

        Em termos de hardware, as defini\u00e7\u00f5es de rede e de protocolo de comunica\u00e7\u00e3o convencionadas pela norma IEC61850 viabilizam a implanta\u00e7\u00e3o deste tipo de sistema, pois tornam poss\u00edvel o uso de diversos IEDs que promovem a medi\u00e7\u00e3o cont\u00ednua da pot\u00eancia em cada alimentador e recebe os estados de chaves e de disjuntores da subesta\u00e7\u00e3o, enviando todos os valores constantemente ao respons\u00e1vel pelo algoritmo de al\u00edvio de carga. Al\u00e9m disso, o protocolo IEC61850 estabelece e define as diretrizes para promover a troca suficientemente r\u00e1pida de mensagens entre IEDs (GOOSE), de forma que sempre que ocorrer um evento de disparo de um cen\u00e1rio de al\u00edvio de cargas e o IED estiver pr\u00e9-sensibilizado pelo algoritmo, o desligamento de cargas ocorrer\u00e1 em tempo h\u00e1bil para que o sistema permane\u00e7a em equil\u00edbrio.<\/p>\n

        Logo, este artigo prop\u00f5e um sistema desenvolvido atrav\u00e9s do software Elipse Power que execute seu algoritmo e sensibilize equipamentos inteligentes de campo (IEDs), conectados atrav\u00e9s de rede ethernet TCP\/IP e protocolo IEC61850, para o desligamento de cargas de um sistema el\u00e9trico de uma ind\u00fastria com co-gera\u00e7\u00e3o em caso de dist\u00farbio, com o intuito de minimizar o impacto do desequil\u00edbrio e garantir a equaliza\u00e7\u00e3o entre as pot\u00eancias geradas e consumidas no circuito (al\u00edvio de carga).<\/p>\n

        NOMENCLATURA<\/b><\/p>\n

          \n
        • IEC – International Electrotechnical Commission.\n<\/li>\n
        • SCADA – supervisory control and data acquisition.\n<\/li>\n
        • IED – Intelligent Electronic Device.\n<\/li>\n
        • CLPs – Controladores L\u00f3gicos Program\u00e1veis.\n<\/li>\n
        • GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event).<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/div>\n

          <\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

          INTRODU\u00c7\u00c3O Atualmente, algumas ind\u00fastrias utilizam um sistema de gera\u00e7\u00e3o misto, ou seja, sua carga \u00e9 alimentada por gera\u00e7\u00e3o pr\u00f3pria (co-gera\u00e7\u00e3o) complementada com suprimento pelo sistema el\u00e9trico regional. 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