Topico 5 - Aplicacoes - Agostini

Transcrição

Curso sobre Medição Fasorial
Teoria e Prática
Aplicações de Monitoração do
Projeto MedFasee - Finep
Marcelo N. Agostini – LabPlan / UFSC
08-09/11/2007
Tópicos

Aplicações de Monitoração do Projeto MedFasee

Registros de Eventos do Projeto MedFasee
– Monitoração de Freqüência
– Registro de Ocorrências

Desenvolvimentos Futuros
2
Tópicos

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Projeto MedFasee
Aplicações de Monitoração
Monitoração
em Tempo Real
– Monitoração de sincrofasores
» Interface WEB (Java)
» “Mapa” e “Tabela”
– Monitoração de grandezas no tempo
» MedGraph (Windows, C++)
Monitoração
Off-line
– Análise de dados históricos
» Monitor (Matlab)
» Formatador COMTRADE (Windows, C++)
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Monitoração em Tempo Real

Monitoração de Sincrofasores: Interface WEB – “Mapa”
– Monitoração dos sincrofasores e freqüência em tempo real
– Taxa de atualização: 1s
– Acesso público via Interface WEB
– Desenvolvida em linguagem Java
– http://pdc.labplan.ufsc.br
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Monitoração de Sincrofasores: Interface WEB – “Tabela”
– Monitoração dos sincrofasores e freqüência em tempo real
– Acesso público via Interface WEB
– Desenvolvida em linguagem Java
– http://pdc.labplan.ufsc.br
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Interface Windows – “MedGraph”
– Monitoração de módulos, ângulos e freqüência em tempo real
– Gráficos de evolução no tempo
– Desenvolvido em
linguagem C++
– Clique aqui!
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Monitoração Off-line

Interface Matlab:
– Objetivo: análise de dados históricos
– Acessa diretamente o banco de dados MySQL
– Permite a montagem de
gráficos de módulos,
ângulos e freqüência no
tempo, assim como seus
espectros de freqüência
– Interface desenvolvida em
Matlab
– Clique aqui!
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Monitoração Off-line

Formatador COMTRADE:
– Objetivo: análise de dados históricos
– Acessa diretamente o banco de dados MySQL
– Gera pacotes de dados
fasoriais em formato
COMTRADE e CSV
– Pode ser usado qualquer
programa gráfico para a
análise dos dados, desde
que compatível com
COMTRADE
– Interface desenvolvida em
linguagem C++
– Formatador!
– Análise!
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Tópicos

10
Monitoração de Freqüência
Monitoração
contínua da
freqüência
do SIN
Região Sul
11
Monitoração de Freqüência
Identificação
de modos de oscilação do sistema
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Registro de Ocorrências no SIN

Registro de ocorrências a partir das suas repercussões na rede de distribuição

Registro de ocorrências locais e sistêmicas

Algumas ocorrências registradas:
–
Desligamento total da Usina de G.B.Munhoz (05/01/2005)
–
Perturbação no Sudeste / Centro-Oeste (14/03/2005)
–
Queda da LT Foz do Iguaçu – Ivaiporã (14/06/2005)
–
Desligamentos na SECI da CEEE, RS (23/08/2005)
–
Queda da LT Campos Novos – Caxias (29/08/2005)
–
–
Desligamento da UG7 de Jorge Lacerda (09/01/2006)
–
Explosão de pára-raio no RS (11/01/2006)
–
Comportamento da carga do SIN na Copa (27/06/2006)
–
–
Separação dos sistemas N/NE – S/SE/CO (13/03/2007)
13
Perturbação no Sudeste / Centro-Oeste
(14/03/2005 – 05h05min12s)

Informativo Preliminar Diário da Operação (IPDO) - ONS:
– Horário: 05h05min
– Desligamentos automáticos:
» LT 500 kV Samambaia/Emborcação (EXPANSION)
» LT 345 kV Itumbiara/Porto Colômbia (FURNAS)
» Usina de Serra da Mesa (FURNAS, 650 MW)
» Usina de Cana Brava (TRACTEBEL, 250 MW)
» Usina Mario Covas (EPE, 240 MW)
» Usina Termopernambuco (NEOENERGIA, 500 MW)
» Redução de geração na UH Emborcação (CEMIG, 600 MW)
– Interrupção de 146 MW de carga
» 52 MW da CELG
» 40 MW da ESCELSA
» 35 MW da CEMAT
» 12 MW da CEMIG
» 7 MW da CEB
– Separação das regiões Norte/Nordeste das regiões Sul/Sudeste
14
Perturbação no Sudeste / Centro-Oeste
(14/03/2005 – 05h05min12s)
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Queda da LT Foz do Iguaçu – Ivaiporã
C1 e C2 (14/06/2005 – 19h25min55s e 19h26min00s)

Informativo Preliminar Diário da Operação (IPDO) – ONS:
– Desligamento automático da LT 765 kV Foz do Iguaçu / Ivaiporã (Furnas)
» C.1 e C.2
– Desligamento de 4 unidades de Itaipu 60 Hz
» 2600 MW
– Causa:
» Queda de 4 torres no C.1
» Queda de 5 torres e danificação de 1 torre no C.2
» Região de Cascavel, PR
– Não houve interrupção de carga no SIN
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C1 e C2 (14/06/2005 – 19h25min55s e 19h26min00s)
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C1 e C2 (14/06/2005 – 19h25min55s e 19h26min00s)
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C1 e C2 (14/06/2005 – 19h25min55s e 19h26min00s)

Comportamento da freqüência:
– Taxa de aquisição: 60 sincrofasores/segundo
19h29min35s
a) Evolução no tempo
b) Espectro de freqüência
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C1 e C2 (14/06/2005 – 19h25min55s e 19h26min00s)
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Desligamentos na SECI da CEEE
(23/08/2005 – 14h43min50s)

– Desligamento automático da Barra B de 230 kV e do TR-01 230/23kV da SE Cidade
Industrial (CEEE)
– Desligamento das seguintes LTs:
» LT 230 kV C. Industrial/Venâncio Aires
» LT 230 kV C. Industrial/Canoas II
» LT 230 kV C. Industrial/Pólo Petroquímico C.2
» LT 230 kV C. Industrial/Pelotas 3
» LT 230 kV C. Industrial/P. Alegre 9 C.2
» LT 230 kV Gravataí 2 / CIAG por oscilação de tensão (consumidor industrial GM)
» LT 230 kV P. Alegre 9 / C. Industrial C.1
» UT Canoas (PETROBRAS) com 150 MW de geração
» UH Monte Claro, UG nº1 (CERAN) com 65 MW de geração
– Causa: queda da cadeia de isoladores da fase A da seccionadora 8910 do bay do TR01 sobre a Barra 'B' de 230kV, na SE C.Industrial
– Conseqüência: interrupção de 730MW de carga
21
(23/08/2005 – 14h43min50s)
22
(23/08/2005 – 14h43min50s)

Sobretensão em Porto Alegre
a) Fase da tensão (CEFET/PR – UFSC/SC)
b) Módulo da tensão na PUC/RS
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Queda da LT Campos Novos – Caxias
(29/08/2005 – 20h40min42s)

– 20h41min:
» desligamento automático da LT 525 kV Campos Novos/Caxias
» desligamento automático da LT 138 kV Lagoa Vermelha 2/Vacaria
» Causa: queda de torres (fortes ventos na região do município Muitos
Capões, RS)
– Interrupção de 18,8 MW de carga da RGE (cidade de Vacaria, RS)
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Queda da LT Campos Novos – Caxias
(29/08/2005 – 20h40min42s)

Diferenças angulares de Porto Alegre e Curitiba em relação a
Florianópolis:
– Redução da abertura angular entre Porto Alegre e Florianópolis
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(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

– 20h38min: desligamento automático da LT 765 kV Foz do Iguaçu/Ivaiporã C.2
– 20h40min: desligamentos automáticos:
» LT´s 765kV Foz do Iguaçu/Ivaiporã circuitos 1 e 3 (FURNAS);
» UH Itaipu 60 Hz com rejeição de 4800MW (oito unidades geradoras);
» UN Angra 1 (ELETRONUCLEAR) com rejeição de 520MW;
» UT Uruguaiana (AES URUGUAIANA) com rejeição de 550MW;
» UH Serra da Mesa (FURNAS) com rejeição de 1050MW (3 unidades geradoras);
» LT´s 500kV Colinas/Miracema circuitos 1 e 2 abrindo a interligação Norte/Sudeste;
» LT 500kV Serra da Mesa-Rio/Rio das Éguas/Bom Jesus da Lapa, abrindo a
interligação Sudeste/Nordeste
– Conseqüências:
» Atuação do 1º estágio do ERAC (Esquema Regional de Alívio de Carga)
» Abertura da interligação Sudeste/Nordeste
» Carga interrompida: 2.842 MW
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(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

– 21h52min: novo desligamento automático da LT 765 kV Foz do
Iguaçu/Ivaiporã C.1
» Conseqüência: rejeição de geração em Itaipu de 1.800MW, sem corte de
carga
– Observações: no dia 05/10/05 foram identificadas por FURNAS uma torre
caída no circuito nº 1 (torre nº229, próximo à cidade de Cascavel), duas torres
caídas no circuito nº2 (torre nº104 próximo à cidade de Medianeira e nº227
próximo à cidade de Corbélia) e duas torres caídas no circuito nº3 (nº109 e
110, próximo à cidade de Medianeira).
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(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

Freqüência do SIN – Região Sul (primeiros desligamentos)
– 20h38min04s: desligamento do C.2 (tentativa de religamento em 1s)
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(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

Freqüência do SIN – Região Sul (primeiros desligamentos)
– 20h40min22s: desligamento dos C.1 e C.3
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(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

C.1 religado às 21h30min
Novo desligamento às 21h50min50s
– Causa: queda de torres da linha
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(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

Oscilações entre as freqüências em Florianópolis/Porto Alegre e Curitiba
– Duração: aproximadamente 40 ciclos
– Período: entre 21h46min50s e 21h50min50s (antes do desligamento)
– Foram detectadas 10 ocorrências
– Oscilações da ordem de 7Hz (período = 0,143s)
31
(04/10/2005 – 20h38min04s e 21h50min50s)

Retorno do C.2: 10/10/2005 – 15h48min58s
– Modo de oscilação em 0,8Hz
– Oscilação eletromecânica das máquinas de Itaipu em relação ao restante do sistema
– Presença da oscilação em 28Hz
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Desligamento da UG7 de Jorge Lacerda
(09/01/2006 – 13h45min31s )

Do “Boletim Diário da Operação” (BDO) e “Síntese Gerencial (Semana de
09/01/2006 a 15/01/2006)” – ONS:
– 13h46min: desligamento automático unidade geradora UG 7 da Usina Térmica de J.
Lacerda C (363 MW)
» Causa: atuação incorreta da lógica de operação dos aquecedores regenerativos
– 13h50min: desligamento automático da LT 138 kV Camboriú Morro do Boi – Itajaí
(terminal de Camboriú Morro do Boi)
– 13h57min e 14h03min: tentativas de religamento manual da LT, sem sucesso
– Conseqüências: baixos níveis de tensão no Sul do Estado de Santa Catarina
– A partir das 14h19min: corte manual de 35,1 MW de cargas da Celesc (Tubarão,
Braço do Norte, Forquilhinha, Lauro Muller e Laguna)
– 14h39min: normalização da LT 138 kV Camboriú Morro do Boi – Itajaí
– 16h33min, foi sincronizada a UG 7 da UTE Jorge Lacerda C
– 16h46min: novo desligamento automático da UG 7 (mesmo motivo)
– 19h38min: sincronizada a UG 7 da UTE Jorge Lacerda C
33
(09/01/2006 – 13h45min31s )
34
(09/01/2006 – 13h45min31s )
35
(09/01/2006 – 13h45min31s )
36
(09/01/2006 – 13h45min31s )

Oscilações eletromecânicas no momento do desligamento da UG7
– Demais UG de Jorge Lacerda oscilando contra o sistema elétrico
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(09/01/2006 – 13h45min31s )

Identificação do modo de oscilação:
– Desvio de freqüência em Florianópolis, SC
– Filtro passa-baixa em 5Hz
– Modo detectado: 1,14Hz, com amortecimento de 10,1%
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(09/01/2006 – 13h45min31s )

Na simulação:
– Topologia do sistema quando da ocorrência, com um perfil de carga média
– Modo calculado: 1,20Hz, com amortecimento de 13,5%
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Comportamento da Carga do SIN na Copa
Brasil x Gana (27/06/2006)

– 10h30min: carga iniciou um processo de redução
– 13h44min: valor mínimo: cerca de 38.000 MW
– Rampas acentuadas de entrada de carga no SIN:
» Ao término do 1º tempo: 2.000 MW em 8 minutos
» Ao final da partida: entrada de aproximadamente 5.750 MW de carga
em 18 minutos
– 18h00min: retornou aos mesmos patamares de um dia típico
40
Comportamento da Carga do SIN na Copa
Brasil x Gana (27/06/2006)
Fonte: ONS

Redução da carga do SIN
na Região Sul
– Redução do fluxo de potência
ativa do Sudeste para a Sul
» Redução da abertura
angular
41
(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)

– 18h57min: Desligamento automático da LT 765 kV Foz do Iguaçu / Ivaiporã C2 e C3
– Causa: Queda das estruturas nº 248 do circuito 2 e nº 243 do circuito 3 (região de
Toledo)
– Conseqüências: Corte automático de geração em Itaipu 60Hz (UGs nº 13 e nº 15)
» Redução de 5172 MW para 3962 MW.
– A freqüência variou de 60Hz para 59,63Hz.
– .........................
– 19h04min: Desligamento automático do Bipólo 1 e banco de filtros 3/5/HP ZRE da SE
Foz do Iguaçu
– Causa: Queda das estruturas nº 248 e 249 e dano nas estruturas nº 246, 247 e 250
– Conseqüências: Redução de transmissão do Elo de 4924 MW para 3414 MW
– A freqüência variou de 60 Hz para 59,76 Hz
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(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)
43
(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)

Desligamento da LT 765 kV Foz do
Iguaçu / Ivaiporã C2 e C3
44
(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)

Desligamento do Bipólo 1
45
(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)

Spikes de freqüência
46
(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)

Oscilações entre as freqüências em
Florianópolis/Porto Alegre e Curitiba
– Oscilações da ordem de 7Hz
(período = 0,143s)
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(01/09/2006 – 18h57min45s e 19h03min57s)

Retorno da LT 765kV Foz do
Iguaçu – Ivaiporã C3
04/09/2006 – 14h04min24s
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Separação dos Sistemas N/NE – S/SE/CO
(13/03/2007 – 14h23min)

– 14h23min: Desligamento automático dos seguintes equipamentos:
» LT 500kV Serra da Mesa/Gurupi C1 e C2, abrindo a interligação N/SE
» LT 500kV Gurupi/Miracema C1 e C2
» LT 500kV Colinas/Miracema C1
» LT 500kV Imperatriz/Colinas C2
» LT 500kV Serra da Mesa/Samambaia C1
» LT 500kV Serra da Mesa/Rio das Éguas/Bom Jesus da Lapa II, abrindo a interligação SE/NE
» LT 500kV Gurupi/Peixe Angical
» LT 230kV Barro Alto/Niquelândia
– Normalização:
» 14h47min: Interligados os dois subsistemas N/NE e S/SE/CO, com o fechamento do C1
Serra da Mesa/Gurupi/Miracema
» 15h18min: Normalizada a interligação SE/NE
» 15h23min: Concluído a normalização do sistema com o fechamento da LT 500kV Serra da
Mesa/Samambaia C1
49
Separação dos Sistemas N/NE – S/SE/CO
(13/03/2007 – 14h23min)

Interligação N/NE – S/SE/CO
– Modo: 0,275 Hz – 13% amort.
50
Tópicos

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Projeto MedFasee
Projeto
MedFasee-Eletrosul
– Projeto de P&D: 12/2006 – 11/2008
– Entidades: Eletrosul – LabPlan/UFSC – Reason
– Objetivos:
» Implementar um protótipo de SPMS no sistema de transmissão da
Eletrosul
» Instalar 4 PMU
» Desenvolver e implementar um PDC
» Implementar aplicações de monitoração e de localização de faltas
para a empresa, baseadas em sincrofasores
– Em andamento
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Projeto MedFasee

MedFasee: Demonstrativo em Furnas
– Entidades: Furnas – Reason – LabPlan/UFSC
– Objetivos:
» Instalar um SPMS demonstrativo no sistema de Furnas
» Monitorar o comportamento dinâmico de geradores das usinas de Manso e
Itumbiara
» Estudar o desempenho do PSS de Itumbiara
– Sistema ativado inicialmente em 06/2007
» Problemas no micro do PDC
» Reativado em 10/2007
– SPMS: Equipamentos
» Instalação de 2 PMU (RPV-304) em Itumbiara e Manso, respectivamente
» Ativação da função de PMU dos registradores existentes em Samambaia e
Serra da Mesa (RPV-310)
» PDC do Projeto MedFasee na sede da empresa
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Projeto MedFasee

– PDC:
» Protótipo de PDC MedFasee-Finep
» AMD Semprom 2800+ / 512 MB RAM / 160GB HD SATA
– SPMS: Características
» Monitoração das tensões e correntes trifásicas e de seq. positiva
» 8 sincrofasores por PMU → Total de 32 sincrofasores monitorados
» Em Itumbiara: monitoração da tensão e da corrente de campo da máquina, e da
saída do PSS (canais analógicos – transdutores)
» Em Manso: monitoração da tensão e da corrente de campo da máquina
» Total de 5 canais analógicos monitorados
» Taxa de 60 sincrofasores por segundo
» Histórico de 7 dias
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Projeto MedFasee

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Projeto MedFasee
Projeto
MedFasee-CTEEP
– Projeto de P&D Ciclo 2006/2007 (enviado à Aneel)
– Entidades: CTEEP – LabPlan/UFSC – Reason
– Objetivo principal:
» Desenvolver um sistema de monitoração e análise do desempenho
dinâmico do sistema elétrico, baseado em medidas fasoriais
sincronizadas, e implementar na rede de transmissão da CTEEP
– SPMS: Características
» PMUs: aquisição/instalação de 3 unidades + ativação da função de
PMU de equipamentos existentes
» PDC: desenvolvimentos específicos para o projeto
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Projeto MedFasee

Projeto MedFasee-Freqüência
– Desenvolver um protótipo de Sistema Nacional de Monitoração e
Análise do Desempenho Dinâmico do Sistema Elétrico Brasileiro,
usando a Internet e a tecnologia de Medição Fasorial Sincronizada
aplicada em baixa tensão.
– Objetivo principal:
» Desenvolver metodologias e aplicações para o estudo do desempenho
dinâmico de sistemas de potência a partir da monitoração em baixa tensão
– Edital MCT / CNPq / CT-Energ nº 028/2006
» Projeto aprovado pelo CNPq, e aguardando a contratação

Desenvolvimentos metodológicos diversos
– Estudos e desenvolvimentos diversos acerca de aplicações potenciais
da tecnologia de sincrofasores na operação de SEE
– Implementação destas aplicações no SIN, por meio de parcerias com
universidades e agentes do setor elétrico
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Projeto MedFasee
Extensão do SPMS em Baixa Tensão
58
Obrigado!

Marcelo Neujahr Agostini
– Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica – LabPlan
– Departamento de Engenharia Elétrica – EEL
– Centro Tecnológico – CTC
– Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC
– E-mail: [email protected]
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