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IMPLANTAÇÃO DO SAGE - SISTEMA ABERTO DE
GERENCIAMENTO DE ENERGIA NA TRANSMISSÃO
PAULISTA
ANTÔNIO CARLOS CAMPOS
EMANUEL VENDRAMIN
FABIO MARQUES DE SOUZA
CTEEP -Transmissão Paulista
Divisão de Tempo Real – Suporte SSC - OPT accampos@cteep.com.br
evendramin@cteep.com.br fmsouza@cteep.com.br
PALABRAS-CLAVE: Sistemas de Supervisión, Automatización, Potencia, Nuevas Tecnologías.
Categoría en la que participa: Operación - Experiencia en el desarrollo de sistemas de supervisión y control.
DATOS DE LA EMPRESA
Dirección: Alameda Cesp s/n°, Jundiaí/SP, Brasil.
Código Postal: 13.213-130
Teléfono: +55 11 4589-6521 / 4589-6531 Fax: +55 11 4589 6603
Resumo: O propósito deste trabalho é compartilhar a experiência da equipe de Suporte ao SSC na implantação do SAGE –Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia nos centros de operação da CTEEP. A metodologia para elaboração do presente artigo foi a de estudo de casos, e ele limita-se a discorrer sobre a arquitetura proposta para a aquisição de dados do parque de UTR’s já instaladas na empresa e da migração da base
SCADA e da base EMS do sistema atual
da ABB–Ranger para um sistema em plataforma aberta de Sistema Operacional “LINUX”. O valor que este trabalho agrega para o evento é o fato de permitir ao corpo técnico do Grupo ISA envolvido com tecnologia da informação, conhecer as características e funcionalidades de uma nova ferramenta para a supervisão e operação de sistemas elétricos de potência.
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Introdução
O Sistema de Supervisão e Controle – SSC da CTEEP, ABB-Ranger, foi adquirido através de contrato em 20 de março de 1998 e inaugurado em 02 de maio de 2000. Após seis anos e com a vigência dos Procedimentos de Rede, sub-módulo 10.19, estabelecido pelo ONS (Operador Nacional do Sistema), os requisitos de Supervisão e Controle tiveram um incremento significativo em número de medições digitais e analógicas que são adquiridas pelos centros.
Para o atendimento do mesmo, encontra-se em implantação o projeto SINOCON (Sistema Nacional de Observabilidade e Controlabilidade), conduzido pelo ONS e Agentes (CTEEP incluída).
Como desdobramento destes fatos, observamos :
O Banco de Dados definido para o SSC da CTEEP, prevê em seu escopo original, uma limitação de até 35.000 (trinta e cinco mil pontos) digitais. Com esta premissa foram especificados os recursos de hardware e software. Na presente data estamos utilizando 34.000 pontos e estes atingirão, numa projeção conservadora, 100.000 (cem mil pontos).
De maneira similar, o historiador - sistema que armazena dados para utilização em análises posteriores, encontra-se no seu limite de capacidade. Estes dois subsistemas
(Banco de Dados e Historiador) estão fortemente acoplados. Um dos requisitos de grande importância no SINOCON, é o Sequenciamento de Eventos – SOE (Sequence of Events,), que deve ser historiado.
Também é necessário um incremento na capacidade do “Banco de Dados Imagem” que realiza o armazenamento magnético das configurações e visualizações de telas do sistema elétrico, visto que o recurso, está atingindo o seu limite superior
A migração de informações entre o COT-(Centro de Operação da Transmissão) da CTEEP e o CNOS - Centro Nacional de Operação do Sistema, localizado na capital federal Brasília, também deve prever o SOE. O atual protocolo “SINSC sobre TCP/IP” não contempla esta necessidade, porem já está em andamento, coordenado pelo ONS e CEPEL, a atividade de desenvolvimento e implantação do Protocolo ICCP (Inter-Control Center
Communication Protocol ).
A necessidade de de um novo sistema e a especificação técnica.
Assim sendo, a CTEEP investiu na aquisição de um novo Sistema de Supervisão (SAGE - Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia), cujo início de Projeto e implantação, em parceria com o
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CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica ocorreu em fevereiro de 2006.
O SAGE: Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia.
O SAGE é desenvolvido no LASC - Laboratório Avançado de Supervisão e Controle, do CEPEL – Centro de Pesquisas em Energia Elétrica, órgão de pesquisa vinculado ao Ministério de Minas e Energia do Governo Brasileiro.
Foi concebido para atender e explorar todas as propriedades de sistemas abertos, como: Portabilidade, Interconectividade, Expansibilidade, Modularidade, e Escalabilidade.
O SAGE é baseado em uma arquitetura distribuída e redundante, uma vez que vários computadores podem ser conectados através de uma rede local, garantindo assim a expansibilidade dos recursos computacionais.
Conforme divulgado pelo CEPEL [1], “o ambiente distribuído pode ser composto por uma ampla variedade de equipamentos, desde microcomputadores tipo PC até computadores de grande porte, passando por workstations e servidores RISC, que podem ser, inclusive, de diferentes fabricantes. A utilização de configurações redundantes e um software de controle sofisticado garantem alta confiabilidade e disponibilidade, além de simplicidade de manutenção”.
A arquitetura do SAGE na CTEEP. A atual arquitetura do SAGE já atende às iniciativas estratégicas da Nova CTEEP, de dois Centros de Operação sendo um COT – Centro de Operação da Transmissão e o COR – Centro de Operação de Retaguarda, que possibilitam a operação remota das instalações através destes centros.
A aquisição dos dados das UTRs têm como front-end 5 terminais-server de 32 portas de comunicação cada. Estes terminais-server são, por sua vez, conectados a switches da LAN – Local
Area Network .
Para que haja redundância e consequentemente mais confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos para a Operação, os switches, servidores e consoles de operação do SAGE têm uma configuração especial.
A configuração dos switches utiliza a técnica de Virtual LAN, ou VLAN, o que possibilita que um único switch conecte os equipamentos em rede em mais de uma LAN. Na configuração atual os switches possuem duas VLANs.
Já os servidores e consoles de operação, para atenderem aos requisitos de confiabilidade e disponibilidade, tiveram suas interfaces de rede configuradas em
bond. Essa configuração em bond permite
que duas interfaces de rede operem como se fossem uma única interface, garantindo
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a operação do sistema em caso de falha de hardware das interfaces. Cada servidor e console do SAGE contém 4 interfaces de rede cada, o que permite a configuração de dois bonds por máquina, um operando na rede de aquisição do SAGE e o outro operando na rede de difusão.
A migração da base de dados SCADA. A base de dados SCADA (do inglês
Supervisory Control And Data Acquisition)
do SSC Ranger utiliza o banco de dados Oracle, versão 7. Para a migração desta base para o SAGE, que contém um banco de dados proprietário, foram adotados os procedimentos mostrados na figura 1. Estes procedimentos são discutidos com mais detalhes a seguir:
1.) As tabelas do Ranger são obtidas através de um utilitário de exportação de tabelas do Oracle (Oratools), que extrai os dados solicitados e os compacta num arquivo de dump.
2.) Em outro servidor “dump”, conectado simultaneamente à rede do SAGE e à rede do Ranger (esta via firewall ), o arquivo gerado pelo Oratools é descarregado via FTP (File Transfer
Protocol). Neste servidor, que contém
uma base de dados off-line Oracle, é realizada a importação das tabelas do Ranger, ficando assim com uma cópia idêntica do SSC, denominada “base dump” ou “dump da base”.
3.) Nas consoles da rede do SAGE habilitadas para a geração da base, é possível realizar uma consulta SQL à base dump e salvá-la em arquivos .txt as informações de pontos analógicos e digitais correspondentes a uma determinada UTR – Unidade Terminal Remota.
4.) De posse destes arquivos, utiliza-se uma planilha do MS Excel, versão 2000, que contém macros desenvolvidas pela OPT, para que os pontos da base do Dump sejam convertidos a uma padronização de “Nome” e “ID” (Identificador) de cada ponto da base do SAGE.
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Figura 1 – Fluxograma para importação dedados da base Ranger para a base SAGE.
Vale destacar que esta padronização foi fruto de intensa discussão entre os membros da equipe de Suporte ao SSC e dos membros das áreas envolvidas na operação do sistema, para que um padrão nos Nomes (conjunto de 42 caracteres que serão apresentados ao operador do
sistema, como na lista de alarmes, por exemplo) e nos ID’s (conjunto de 24 caracteres que servem como chaves para relacionamentos e que, com o mnemônico formado, identificam o Centro, a subestação, o bay, o equipamento e o alarme de cada ponto na base de dados) fossem inteligíveis tanto para as equipes de operação e manutenção do SSC. Após o processamento e geração de ID e NOME, uma macro verifica se ele é único na planilha e outra valida se o tamanho máximo de 24 caracteres foi obedecido. Estando todos os pontos dentro das regras de formação de nomes e de identificadores [2], são gerados dois arquivos em formato .csv (comma
separeted values) para cada UTR do
sistema: um contendo informações dos pontos analógicos da UTR, e outro contendo informações dos pontos digitais da UTR.
5.) De posse dos arquivos .csv de várias UTRs, é possível proceder com a geração da base de dados do SAGE. A geração da base é feita através de um programa proprietário do CEPEL e que acompanha o SAGE. Este programa, denominado “gerabase”, varre a pasta que contém os arquivos .csv e distribui as informações contidas neles para as várias tabelas do SAGE, consolidando inclusive o relacionamento entre estas tabelas.
Se nenhum erro for detectado, as tabelas da base de dados gerada do SAGE é compactada e depois é transferida para o
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servidor de produção, onde será descompactada.
Após os pontos da base serem “linkados” com a tela do diagrama unifilar da subestação, os pontos da base são testados e conferidos com o campo, num procedimento chamado de “testes de aceitação”, onde cada ponto é simulado e seu estado ou situação nas salas de controle é monitorado e alterado. Mais uma vez, caso nenhum erro seja encontrado (ou que os erros que porventura foram encontrados sejam corrigidos) a base é considerada implantada e, neste momento, todos os operadores do centro de controle dispõem de informações confiáveis e seguras para operação.
A base de dados EMS.
O módulo SAGE/EMS - Análise de Redes, contém a base de dados EMS – Energy
Management System, que provê uma
monitoração confiável da condição operativa do sistema, informando sobre situações anômalas, além de uma informação de estratégias de controle buscando o melhor ponto de operação. O módulo SAGE/EMS contém, para aplicações de tempo real:
Configurador da Rede
Estimador de Estado
Análise de Contingências
Controle de Emergências
Para aplicações de “modo estudo”, o módulo SAGE/EMS contém:
Fluxo de Potência Convencional
Análise de Contingências
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Bibliografia
[1] CEPEL- Centro de Pesquisas em Energia Elétrica. “Sobre o produto - Apresentação”. Rio de Janeiro, 2007.
Disponível em
<http://www.sage.cepel.br/sobreprod/apres entacao.html>. Acessado em 14/05/2007. [2] Gambini, S. P., Vendramin, E. “Regras para formação de IDs e Nomes no SAGE”. Documento de elaboração, v2. OPT - CTEEP. Jundiaí, 2006.
Antônio Carlos Campos. Engenheiro Eletricista, formado em 1985 pela FEI- “Faculdade de Engenharia Industrial” e pós graduado em Administração de Empresas pela ESAN em 1992. Trabalhou desde 1986 na Elebra Eletrônica S.A na área de engenharia de testes, posteriormente na Alcatel - Telecom na área de projetos de sistemas. Trabalha desde 1994 nas áreas de Supervisão & Automação e na implantação de Sistemas SCADA e EMS na CTEEP – Transmissão Paulista.
Emanuel Vendramin. Analista de Logística, Bel. em Análise de Sistemas (1994) e pós-graduado em Gestão de Tecnologias e Sistemas de Informação (2006) pela Pontifície Universidade Católica de Campinas. Nascido em 1965, na CTEEP – Transmissão Paulista desde
1989, atua na área de sistemas de informação destinados ao COS - Centro de Operação do Sistema (hoje Centro de Operação da Transmissão - COT), desde 1995. Participou do grupo de implantação do sistema SIGO (ISA – Colômbia) na CTEEP.
Fabio Marques de Souza. Analista de Logística, é formado em Tecnologia em Informática. Possui pós-graduação e é mestrando em Engenharia de Produção. Trabalha há 11 anos na CTEEP, onde ingressou como operador de subestações. Foi colaborador da área de telecomunicações por 10 anos, realizando manutenções em campo das unidades terminais remotas – UTRs. Têm experiência de 6 anos na implantação e manutenção de sistemas de supervisão e controle, participando das implantações do SSA – Sistema de Supervisão Aberto, e do SAGE;
