Agregando inteligência ao diagrama de linha única

 

Com o avanço das tecnologias industriais, formaram-se dois ramos principais no mundo do gerenciamento de energia e de subestações elétricas. Por um lado, sistemas avançados de gerenciamento de distribuição (advanced distribution management systems, ADMS) estão trazendo inovação para diversas áreas do sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA), trazendo mudanças para todas as áreas, de tendências avançadas à gestão de alarmes e criação de relatórios dinâmicos. Por outro lado, o diagrama de linha única (SLD), com frequência considerado um elemento central de um aplicativo SCADA para um sistema de gerenciamento de energia, não sofreu grandes mudanças nos últimos anos.

 

Embora o ADMS traga mais credibilidade, segurança e resiliência às distribuidoras de energia elétrica, ele é um sistema complicado que precisa de altos investimentos financeiros, de recursos e de tempo. E quanto aos orçamentos de projetos insuficientes para os altos custos de um sistema ADMS, ou que visam apenas beneficiar um subconjunto de recursos? Ao analisarmos as tecnologias habilitadas pelo ADMS, podemos obter insights sobre como um aplicativo SCADA menos abrangente pode oferecer os principais recursos ADMS para beneficiar projetos menores.

 

Definição de diagrama de linha única

No gerenciamento de energia elétrica, um diagrama de linha única (SLD) ou diagrama de uma linha definido é um tipo de diagrama de blocos que descreve graficamente as vias de fluxo de energia entre duas entidades do sistema. Os elementos no diagrama não representam o tamanho físico ou o local do equipamento elétrico, mas são uma convenção comum para organizar o diagrama com a mesma sequência da esquerda para a direita, de cima para baixo, de um comutador ou outro aparelho ali representado.

Como a tela mais visitada do gerenciamento de energia SCADA, o SLD é amplamente utilizado para documentar o fluxo de energia e a funcionalidade elétrica da subestação. Atualmente, muitas distribuidoras de energia elétrica estão usando o SLD como o padrão de seus aplicativos SCADA e não precisam que o SLD considere o comprimento da linha ou a sua relação com o espaço físico.

O Diagrama de linha única é a tela mais visitada no SCADA para documentar o fluxo de energia e a funcionalidade elétrica da subestação.

Principal funcionalidade de um diagrama de linha única

Para proporcionar ao operador uma visão geral simplificada do status do sistema de energia, uma funcionalidade importante do SLD é a a coloração automática de linhas (ALC, Automatic Line Coloring). A ALC mostra o estado atual das linhas, relés, disjuntores, geradores, dispositivos, etc., junto com algumas informações básicas a respeito dos componentes.

 

Este recurso apresenta dados de gerenciamento de energia em diversas cores, permitindo que o operador tenha uma visão geral de onde a energia está conectada/desconectada e quais são os estados de certos equipamentos no comutador, para garantir uma operação sem falhas. Afinal, é essencial entender o que está acontecendo em cada lugar da rede, quais comutações podem ser configuradas e se existem problemas, se eles podem ser resolvidos rapidamente, e se uma visão geral do manuseio correto é um fator de sucesso essencial, etc.

Uma funcionalidade importante do SLD é a coloração automática de linhas, que oferece ao operador uma visão geral simplificada do estado da rede.

Avanços nos sistemas ADMS

De acordo com o glossário de TI do Gartner, um ADMS é uma plataforma de software que suporta o conjunto completo de gerenciamento e otimização de distribuição. Ele tem funções para automação da restauração de serviços após uma interrupção e para otimização do desempenho da rede de distribuição. As funções do ADMS em desenvolvimento para as distribuidoras de energia elétrica incluem a localização, o isolamento e a restauração de panes, a otimização de volt/var, a conservação por meio da redução da tensão, o gerenciamento da demanda de pico e o suporte para microrredes e veículos elétricos.

 

Com o avanço das redes inteligentes, mais do que nunca, é preciso conhecer melhor todos os componentes em maior escala, tais como recursos de energia distribuída, armazenamento de energia e veículos elétricos, e como eles estão relacionados com o equilíbrio cada vez mais delicado de oferta e demanda em toda a rede.

 

Empresas aproveitaram a nova necessidade das distribuidoras de energia elétrica para ter uma maior visibilidade da rede por meio da criação de produtos que funcionam como um ADMS. Isso levou ao desenvolvimento de diversos novos recursos, como formas de melhor visualização de dados. Os avanços trazem consigo grandes aumentos de custo e de complexidade. Para projetos onde o ADMS e os custos associados à infraestrutura estão acima do orçamento, encontrar um sistema SCADA mais acessível que forneça os principais recursos de um ADMS está se tornando uma alternativa atraente.

 

 

Principais recursos que o ADMS pode oferecer ao SCADA

Podemos recorrer ao SLD para continuar a desenvolver a tecnologia SCADA e disponibilizar os recursos do ADMS para um maior número de distribuidoras de energia elétrica. Mas e se for possível utilizar tecnologias ADMS comprovadas no SLD de um sistema SCADA tradicional? Vejamos os principais recursos oferecidos pelo ADMS.

 

Cálculo do fluxo de carga e estimação de estado

Redes mais inteligentes podem usar o Cálculo de Fluxo de Carga para a analisar a distribuição da energia elétrica. Grandes redes podem adquirir informações adicionais por meio da Estimação de Estado.

O cálculo do fluxo de carga (load flow calculation, LFC) pode ser usado em subestações de redes menores para analisar a distribuição da energia elétrica por meio da medição das correntes de entrada e de saída. Com o cálculo pré-comutação, o operador pode obter informações a respeito de possíveis sobrecargas após a execução do comando de controle. Além disso, um cálculo N-1 verifica continuamente o funcionamento adequado dos ativos.

 

O LFC não calcula apenas a energia ativa, mas considera também a quantidade de energia reativa disponível. Ele também pode calcular todas as topologias de rede disponíveis, como estrela, anel e topologias em malha.

 

Quando os dados medidos disponíveis não forem suficientes para o LFC, redes maiores poderão adquirir as informações faltantes por meio da estimação de estado (SE).

 

Editor de GIS

O sistema de informação geográfica (geographic information system, GIS) é outra parte integrante de um ADMS. Ele define e mantém redes mais precisas e complexas ao mapear locais físicos e os principais componentes da rede (p.ex. subestações, comutadores, barras coletoras). Desta forma, o operador pode monitorar o status dos dispositivos de energia, como comprimento da linha, impedância, correntes de entrada e de saída e localizar precisamente ativos a partir da sala de controle.

Soluções SCADA modernas agora permitem que as distribuidoras de energia elétrica integrem o GIS na arquitetura SLD sem a necessidade de um pacote ADMS.

Soluções SCADA modernas agora permitem que as distribuidoras de energia elétrica integrem o GIS na arquitetura SLD sem a necessidade de um pacote ADMS completo. Por exemplo, com o o módulo GIS embutido no zenon Energy Edition, o usuário pode criar uma tela SCADA com o ALC, Worldview e outros e adicionar uma segunda camada com elementos de mapeamento obtidos a partir de mapas de satélite. Os dados do processo são então adquiridos a partir do SCADA e exibidos on-line e off-line.

 

zenon para um diagrama inteligente de linha única

Com o crescente advento de inovações como o ADMS, distribuidoras de energia elétrica estão procurando, cada vez mais, modernizar o SLD com recursos mais inteligentes.

 

zenon Energy Edition da COPA-DATA oferece soluções SCADA modernas e abrangentes que fornecem funcionalidades ADMS essenciais ao SLD, como o cálculo de fluxo de carga, estimação de estado e GIS. Com o zenon, as distribuidoras de energia elétrica poderão melhorar o SCADA de forma mais acessível e trabalhar com a infraestrutura atual.

 

Mais de 30 mil projetos mundiais de energia e de infraestrutura confiam no zenon para projetar, operar, gerenciar e otimizar seus processos. Para saber mais sobre como o zenon pode ajudar você a atingir os objetivos do seu projeto, visite nossas soluções ou entre em contato conosco hoje

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