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RESUMO
O trabalho se propõe a estimular o debate sobre a experiência da ELEKTRO na centralização dos Centros de Controles utilizando como meio de comunicação a tecnologia de satélite e as questões de utilização de software de SCADA com configuração em rede local.
Centralização de 7 Centros de Operações, com diversidade de enlaces de comunicação (LP, rádio, microondas, Carrier, etc) com uma variedade de modelos/marcas de Unidade Terminal Remota (UTR) utilizando diversos tipos de protocolos de comunicação.
COMISSÃO DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA REGIONAL IV CIERTEC
SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE AUTOMAÇÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E CENTROS DE CONTROLE Área de Distribuição e Comercialização
Identificação do Trabalho: BR-36 São Paulo, Brasil, Setembro de 2002.
EXPERIÊNCIA DA ELEKTRO NA CENTRALIZAÇÃO DO SISTEMA DE SUPERVISÃO E CONTROLE DE SUBESTAÇÕES UTILZANDO SISTEMA VSAT
Tema: 01- Centros de Controle Tema: (Indicar conforme o temário)
Autores: JOÃO DE SOUZA JUNIOR / SERGIO KIMURA
Empresa ou Entidade: ELEKTRO ELETRICIDADE E SERVIÇOS S.A.
DADOS DO AUTOR RESPONSÁVEL Nome: João de Souza Junior
Cargo: Tecnólogo
Endereço: Rua Ary Antenor de Souza, 321 Telefone: +(55-19)37261212/019-9604-3682 Fax: +(55-19) 3726-1554 E-Mail: jsouza@elektro.com.br PALAVRAS-CHAVE: CENTRALIZAÇÃO SATÉLITE AUTOMAÇÃO
EVOLUÇÃO DA OPERAÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO
Os COD’s iniciaram suas atividades à partir de 1978, atendendo em sua maioria apenas 1 localidade.
Com a necessidade de melhor gerenciar os recursos disponíveis para a operação do
sistema elétrico, a partir de 1995 foi possível concentrar as atividades de 64 COD'S.
A partir da década de 80, iniciou o processo de regionalização dos COD'S, centralizando a operação do sistema elétrico para mais de uma localidade, limitados a área de concessão de um Distrito.
Em 1997, contava–mos com 22 COD’s dos 64 que existiam em 1995. Com a necessidade de melhor gerenciar os recursos disponíveis para a operação do sistema elétrico, a partir de 1998 passou a ser somente 7, esses COD’s regionalizados na área de concessão, sendo localizados nas seguintes cidades: Andradina, Atibaia, Guarujá, Itanhaém, Itapeva, Rio Claro e Votuporanga.
Caraterísticas de operação dos 7 COD’s:
Centro de Operação – Rio Claro – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 3 SE’s ( Remotas-FDTE) Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 4 SE’s (Remotas-FDTE) Posto de Operação 3 (*) – supervisão e comando de 1 SÉ’s (Remotas-TSP15) Posto de Operação 4 (*) – supervisão e comando de 4 SE’s (Remotas-Automat/ECIL)
Posto de Operação 5 (*)– supervisão e comando de 4 SE’s (Remotas-GE-Harris D20)
Posto de Operação 6 (*) – supervisão e comando de 2 SE’s (Remotas-CMW)
Gabinete com 5 módulos Centrais para supervisão e comando de 5 SE’s (Remotas TSP15)
1 módulo de supervisão de 1 SE com sistema SV1A.
Centro de Operação – Atibaia – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 3 SE’s (Remotas-FDTE) Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 2 SE’s (Remotas-CMW) Posto de Operação 3 (*) – supervisão e comando de 1 SE’s (Remotas-MOTOROLA)
Posto de Operação 4 (*) – supervisão e comando de 4 SE’s (Remotas-GE-Harris D20 e Automat/ECIL)
Centro de Operação – Guarujá – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 3 SE’s (Remotas-FDTE) Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 2 SE’s (Remotas-CMW) Posto de Operação 3 (*) – supervisão e comando de 2 SE’s (Remotas-Automat/ECIL)
1 módulo de supervisão de 1 SE com sistema SV1A.
Centro de Operação – Itanhaém – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remotas-FDTE)
Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remotas-Automat/ECIL)
5 módulos de supervisão de 5 SEs com sistema SV1A.
Centro de Operação – Itapeva – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remotas-CMW)
Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remotas-MOTOROLA)
Posto de Operação 3 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remotas-Automat/ECIL)
Posto de Operação 4 (*) – supervisão e comando de 4 SE’s (Remotas-GE-Harris D20)
1 módulo Central para a supervisão e comando de 1 SE (Remota-TSP15)
5 módulos de supervisão de 5 SEs com sistema SV1ª
Centro de Operação – Andradina – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remotas-FDTE)
Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 3 SE’s (Remotas-GE-Harris D20)
Posto de Operação 3 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remota-GE-Harris D20)
1 módulo Central para a supervisão e comando de 1 SE (Remota-TSP15)
3 módulos de supervisão de 3 SEs com sistema SV1A.
Centro de Operação–Votuporanga – SP Posto de Operação 1 (*) – supervisão e comando de 3 SE’s (Remotas-CMW) Posto de Operação 3 (*) – supervisão e comando de 1 SE (Remota-EFACEC) Gabinete com 3 módulos Centrais para supervisão e comando de 3 SE’s (Remotas- TSP15)
Posto de Operação 2 (*) – supervisão e comando de 2 SE’s (Remotas-Automat/ECIL e GE-Harris D20)
5 módulos de supervisão de 5 SEs com sistema SV1A.
(*)utilização do software SCADA para IHM.
CENTRALIZAÇÃO DOS COD’S
Privatização em Julho/1998
Decisão para a centralização do Centro de Operações: Agosto/1999
Cronograma estabelecido para o início da Centralização dos Centros de Operação: Abril/2001 Término: Julho/2001.
Diversidade de enlaces de comunicação (LP, rádio, microondas, Carrier, etc);
Diversidade de equipamentos nos
Centros de Operação
(microcomputadores, centrais do sistema TSP15, módulos do sistema SV1A, modems, etc)
Todas os sistemas de supervisão foram convertidos para o meio de comunicação via satélite (V-SAT), para um único COD/COS centralizado localizado na sede corporativa da ELEKTRO em Campinas.
Centro de Operação do Sistema:
Foi estruturado com hardware e software para agilização do atendimento ao cliente, levando em consideração os aspectos de telecomunicação, atendimento e supervisão do sistema elétrico, as exigências cada vez maior do mercado consumidor quanto a continuidade e qualidade do fornecimento de energia elétrica, aliada a necessidade de melhor aproveitamento dos recursos disponíveis, tanto humano quanto material.
As 89 SE’s que compõem o SSCS (Sistema de Supervisão e Controle de Subestações), sendo 60 SE’s de 138kV, 08 SE’s de 88kV, 19 SE’s de 69kV e 02 SE’s de 34,5kV, todas integradas no Software SCADA.
Tendo em vista os 09 tipos de remotas existentes, com diferentes protocolos, pertencentes a diversas gerações tecnológicas e configurações diferentes tiveram que ser adotadas várias medidas para integrá-los em um único software SCADA (Elipse E3) .
Instalados em dois Servidores no Data Center, que rodam (em Hot-Standby), o software SCADA Elipse E3, responsável pelo gerenciamento da comunicação com todas as SE’s, geração de arquivos históricos das grandezas elétricas e dos eventos de cada SE supervisionada.
O módulo Viewer do E3, permite que os vários postos de operação (PO) do COS acessem o servidor, visualizando o diagrama unifilar das SE’s, com os estados dos equipamentos supervisionados, alarmes ativos, grandezas elétricas vigentes, bem como a execução de comandos nos equipamentos.
Características do software SCADA adotado :
O Elipse E3 é composto de três programas principais:
A Ferramenta Elipse E3 é composta de 3 aplicativos Básicos, que são o E3 Studio (Ferramenta de Configuração), E3 Viewer (Ferramenta de Visualização e Operação) e E3 Server (Servidor de Dados).
A Figura 1 mostra a Arquitetura do Sistema
E3 Server: É o programa principal (Servidor de dados), onde são processadas as comunicações e gerenciados os processos de execução do software, permitindo o envio de informações aos clientes de dados, principalmente os Viewers. O E3 Server pode ser configurado para rodar em uma máquina ou máquinas independentes, repassando as
informações para os Viewers em qualquer ponto da rede. Os Servers estão divididos em versões Advanced e Enterprise, e ambos incluem uma licença de E3 Viewer. A interface com o usuário se restringe a um ícone que aparece no System Tray (junto ao relógio do Windows) para indicar que está rodando.
A Figura 2 mostra a Arquitetura de Projeto
E3 Viewer: É o ambiente com a interface de execução dos aplicativos gerados pelo Studio. Opera como a interface gráfica do usuário com o processo, permitindo navegação pela aplicação e visualização dos dados do Server. Podem ser executados vários Viewers (desde que licenciados) permitindo várias visualizações do processo, inclusive em estações diferentes, desde que estejam ligados via rede TCP/IP. Os Clients também podem ser executados através da Internet via Browser. Pode ser executado diretamente do Menu de Start do Windows, ou então através de um botão no Studio.
Na Configuração atual, o E3 Viewer é executado nas máquinas dos operadores, o Server é executado no servidor, e o Studio pode ser executado tanto no servidor como em qualquer outra máquina, além do acesso remoto ao servidor (RAS).
Uma das características do E3 é permitir a edição e execução de vários projetos simultâneos. Isso permite que os sistemas de automação sejam distribuídos em módulos, facilitando a configuração e manutenção do sistema.
Em configuração, os vários aplicativos podem compartilhar informações comuns, além de evitar a repetição de ítens desnecessários. Além disso, um aplicativo pode chamar funções ou acessar
propriedades de outro, tornando um sistema realmente modular.
Todos os aplicativos podem utilizar as Bibliotecas instaladas na máquina, controles ActiveX e módulos nativos do Elipse E3.
As ligações entre os aplicativos e destes para seus módulos são feitos através dos Links. Os Links representam a tecnologia desenvolvida pela Elipse Software que permite aos módulos servidores e clientes se conectarem/desconectarem em execução, além de permitir e coordenar o fluxo de informações entre eles.
Além disso, cada aplicativo (Projeto) pode ser executado e interrompido, sem prejudicar o funcionamento do software. É claro que na ausência da execução de um projeto, aqueles módulos que dependem dos dados gerados por ele ficarão com seus Links desconectados, ora não poderão receber ou enviar dados. Assim que o Projeto voltar a ser executado, todos os Links serão refeitos automaticamente, voltando a comunicação a seu estado normal.
A fim de coordenar o uso de vários aplicativos, entra em cena o conceito de Domínio, que é o nome dado à um conjunto de aplicativos. Os aplicativos pertencentes à um Domínio podem ser executados em conjunto pelo Servidor (E3 Server), de forma a facilitar a configuração e execução. O uso do Domínio facilita ainda a localização do servidor pelos Viewers (E3 Viewer), além de permitir a criação de unidades Stand-by no caso de algum componente, projeto ou Domínio vir a falhar.
O Domínio é representado por um Nome (Nome do Domínio) que é informado em cada Projeto.
O Domínio Elektro é composto de dois aplicativos base chamados Elektro.PRJ e DB.PRJ, que contém serviços básicos para os outros aplicativos. A partir daí, cada
subestação possui um aplicativo próprio, anexado a um índice, para efeito de facilidade de configuração.
O Arquivo de domínio determina o conjunto de aplicativos que devem ser executados pelo Servidor.
Fig 3 – Arquitetura de Aplicativo Individual
E3 Studio: Ferramenta única de configuração da aplicação. Através do Studio são configurados todos os módulos do E3, servindo como plataforma universal de desenvolvimento. Possui um ambiente moderno e amigável, incluindo o editor gráfico para a criação da interface com o usuário e editor de Scripts.
Os módulos Server incluem ainda:
SERVER - Servidor e runtime da aplicação VIEWER - Estação de operação do sistema (visualização e operação)
IO DRIVER - Gerenciador de tags e drivers
DB SERVER - Gerenciador de banco de dados (inclui acesso nativo a arquivos Access)
SCRIPTS - Suporte a VB Script
RELATÓRIOS - Ferramenta para a geração de relatórios
OPC CLIENT - Suporte a OPC como cliente
E3 LIB - Biblioteca de objetos Elipse HOT STANDBY - Suporte a Hot-Standby
6. CONCLUSÃO
O sistema adotado foi concebido para ser extremamente flexível, adaptando-se a todos os tipos de alterações e implementações que possam vir a ser necessário.
Software SCADA executado em dois servidores em hot standbay, sendo utilizado por vários operadores ligados em rede executando vários projetos, simultâneos. Isso permite que os sistemas de automação sejam distribuídos em
módulos, facilitando a configuração e manutenção do sistema.
Considerando que sendo o sistema de telecomunicação é o fator restritivo preponderante para a centralizacão de um COD, o critério adotado foi o de definir previamente a área de abrangência para a operação centralizada, a avaliação da performance de telecomunicação, utilizando as tecnologias hoje existentes, sem grandes investimentos em novos sistemas de telecomunicação.
Novas tecnologias em informática e comunicação começam a ser viabilizadas, (satélite), sistemas de telecomando e manobras de redes elétricas.
Estamos testando/avaliando pela Empresa várias novas tecnologias, buscando sempre a redução do tempo de restabelecimento, com isso, a satisfação do cliente
Oceano Atlântico MINAS GERAIS PARANÁ RIO DE JANEIRO MATO GROSSO DO SUL SÃO PAULO Clientes: 1,7 milhão Habitantes: 6 milhões Municípios: 228 Subestações: 119 Alimentadores: 619 Postes: 1,5 milhão Transformadores: 110 mil Ext. Redes: 89.563 km Ext. Linhas: 1.350 km
Cobertura de mercado: 99,9% urbano
85% rural
Empregados: 2.221
8a. distribuidora do Brasil em
volume comercializado
Receita Líquida 2001: R$ 1,6 bilhão
Privatizada em 1998
Área 121 mil km2
4% de market-share (Brasil)
Quem é a ELEKTRO ?
1995
1998
2002
64 CODs 7 CODs 1 CODOperação: 234 empregados Operação: 160 empregados Operação: 92 empregados Atendimento: 225 Agências
7 Call Centers 1 Call Center
189 empregados 210 empregados
CENTRO DE OPERAÇÃO E ATENDIMENTO
CENTRO DE OPERAÇÃO E ATENDIMENTO
Aproximadamente 400 empregados
Fig 1 – Arquitetura do Sistema
Arquitetura do Sistema SCADA
Em linhas gerais a arquitetura do sistema pode ser resumida ao esquema mostrado abaixo:
Fig 1 – Arquitetura do Sistema
Estação de Configuração Estações de Operação Rede Local Última Milha EFACEC
(4F) HARRIS DNP3.0 MOTOROLA (DNP3.0) (TSP15)TSP15 SV1A – ICPCON (ASCII) (CMW) CMW
FDTE HDLC Hub/Router COS TCP/IP Servidores de Comunicação
Fig 2 – Arquitetura de Projeto
Fig 2 – Arquitetura de Projeto
Subestação 1 Módulo 1 Módulo N Domínio SERVIDOR PRINCIPAL SERVIDOR STANDBY Serviços Comuns
Serviço de Banco de Dados Servidor de Alarmes
Tela de Alarmes Tela de Eventos Outras Telas Comuns
Servidor Serviços DB Server Alarmes Bibliotecas Scripts I/O Servers Data Servers Thin-Client Server Subestação 2 Módulo 1 Módulo N Subestação N Módulo 1 Módulo N
Fig 3 – Arquitetura de Aplicativo Individual
Subestação N
Driver de Comunicação TCP/IP Configuração de Alarmes Não-Padrão da Subestação Tela Principal da Subestação
Objetos Gráficos da Biblioteca
Histórico
Servidor de Dados da Subestação
