Modelo GOMSFE

O EPRI, com os representantes das empresas distribuídoras de energia, fabricantes de equipamentos de potência, desenvolvedores de software,

hardware e outros, estão desenvolvendo um trabalho da modelagem dos

equipamentos e subsistemas encontrados em uma subestação. Este projeto denominado GOMSFE [23] adotou a modelagem orientada a objeto para representar elementos de proteção, controle, monitoração e aquisição de dados em subestações e alimentadores. Por tanto partiu de uma hierarquia de objetos que funcionam como blocos de montar, que podem ser agregados de diferentes maneiras a fim de representar uma vasta série de equipamentos e dispositivos, como ilustra a Figura III.8.

Técnicas da modelagem por objeto em Sistemas Elétricos

Milthon Serna Silva 45

O GOMSFE define padrões de modelos de dados para equipamentos e funções que se encontram em uma SE, usando para esses modelos objetos comuns; que proporcionam a interação e interoperabilidade entre os dispositivos e suas interfaces ao usuário; GOMSFE provê, também, as diretrizes para a modelagem dos IED.

Os objetos GOMSFE podem trocar mensagens entre si, gerar objetos entre si, por meio de um protocolo padronizado, segundo o formato “Generic Object Oriented Substation Event” (GOOSE). Compondo-se os módulos estabelecidos, é possível modelar desde um terminal, remoto ou equipamento digital de medição, até um cubículo de um alimentador de distribuição representando-se seus elementos de controle e proteção. Um esquema geral de uma aplicação utilizando-se modelo GOMSFE - GOOSE dentro do padrão UCA 2,0 é ilustrado na Figura III.9.

Objetos lógicos e compatíveis de dados Interface abstratas de serviços de comunicações Classes e atributos comuns Objetos lógicos e compatíveis de dados Definição de classes comuns Modelos de dispositivos GOMSFE Modelo comuns de serviços para aplicações

CASM Modelo MMS

UCA 2.0 IEC 61850

Fig. III.8 Modelo GOMSFE-UCA

Baseado em : - Multitarefa - MMS relatórios - Mensagens de informação Cabeçalho GOOSE

GENERIC OBJECT ORIENTED SUBSTATION EVENT (GOOSE)

Padrão 32 bits Bits de paridade Padrão usuário 64 bits

Bits de paridade

R1 R2 R3

Fig. III.9 Aplicação GOOSE - GOMSFE

Dentro do GOMSFE, foram definidos os padrões de tipos de dados, nos quais são determinados os formatos e número de bits necessários para representar seu valor e sua faixa de valores possíveis, deste trabalho surgiu a definição de objetos básicos para representação de grandezas boleanas, inteiras, ponto flutuante, string, etc.

Assim, são montadas classes de objetos que modelam dispositivos, funções ou aplicações por meio de grupos em estruturas de

componentes, gerando as definições das classes comuns: medidas analógicas, indicadores de estado, ações de controle, valores de referência “set points”, parâmetros de configurações, etc. Como exemplo uma medição de dados das três fases do sistema (classe WYE), cujas etiquetas “tags” seriam: PhsAi, PhsAf, PhsBi, PhsBf, PhsCi, PhsCf, Neuti, Neutf, q, t, etc., no qual PhsAi representa o valor da potência aparente (modulo e fase) da fase A em formato inteiro de 32 bits, PhsAf representa o valor da fase A em formato flutuante também em 32 bits e, assim, respectivamente [49]. Além disso, GOMSFE define combinações de objetos comuns conhecidos como “Brick” que agregam tipos similares de dados, um exemplo, é ilustrado na Figura III.10.

Agregando-se, convenientemente, as classes comuns são construídos modelos de objetos que retratam de maneira elementar as funções de um dispositivo ou mesmo de um aplicativo. Desta forma, é possível ter muitas variações do modelo em função das necessidades da aplicação que recebe as ações de comando (digitais ou analógicas), alterações de parâmetros (digitais ou analógicos), além de outros objetos. Alguns conjuntos básicos de elementos são modelados, servindo como peças que podem ser utilizadas na modelagem de equipamentos ou funções mais complexas, tais como: “Load tap changer” (LTC), chaves motorizadas, banco de capacitores, disjuntores, etc.

Os elementos básicos que compõem os transformadores, também são modelados de forma a se aglutinar para representar produtos de quaisquer fabricantes como, por exemplo, tanque de óleo, trocador de calor, bombas, ventiladores, etc. Também são modelados objetos abstratos como isolação de óleo, gás inerte, vácuo, etc.

Um conjunto básico de módulos presentes foi definido em equipamentos de proteção, na forma de objetos, possibilitando a representação de diferentes funções de proteção, por intermédio da composição de vários modelos [2].

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V PPV A W TotW VAr TotVar VA TotVA PF AvgPF Ang Hz FltMagA PhsAi PhsAf PhsBi PhsBf PhsCi PhsCf Neuti Neutf q t

MMUX - Unidade de medida Polifásica

AS RP DC CF

Fig. III.10 Exemplo de Brick GOMSFE para Medição

MX

Os dispositivos modelados pelo GOMSFE definem aproximadamente 3,000 “Tags”, para informação tanto de fornecedores, concessionárias, revisão de software, etc., esses modelos são mencionados a continuação.

Entradas/Saídas genéricas (I/O); Funções de medição e proteção; Funções de transformação e reativas;

Funções de interrupção e modelo objeto de disjuntor; Proteção de distância ou impedância (DIST);

Proteção do alimentador de distribuição; Proteção e controle de linha de transmissão; Sincronismo e verificação do sincronismo (SYNC); Detector de alta impedância de terra (HIZR); Relé de sobrecorrente direcional (DOCR); Religamento automático de relés (RECR); Relé diferencial (DIFF);

Unidade de medida (MED); Modelo básico do objeto RTU; Modelo de objeto transformador; Controlador do banco de capacitores; Controlador de nível de tensão “TAP”; Modelo de disjuntor “Circuit Breaker”.

No anexo B, maior informação sobre os protocolos para a integração de dados e comunicação dos equipamentos da subestação pode ser encontrada.