O trabalho foi apresentado no STPC Seminário Técnico de Proteção e Controle, em Recife – Pernambuco – Brasil, neste ano de 2010. Os autores foram eu, o Eng.Iony P. de Siqueira e o Eng. Ubiratan A. do Carmo, ambos da CHESF.
Esse trabalho aborda os requisitos para interoperabilidade de sistemas, descrevendo pontos da norma IEC61850 que podem definir a interoperabilidade. Mostra que os requisitos que garante interoperabilidade de um sistema são a conformidade com a norma; a documentação formal da configuração do sistema, a padronização dos requisitos dados do tipo private, p definição e projeto da topologia e arquitetura da rede de subestação e de processo e a validação do sistema através dos testes adequados.
A norma IEC61850 para redes de comunicação e sistemas de automação permite às empresas considerar novos projetos de subestações, tanto para as novas subestações, como para expansões ou retrofits. A norma pode ser aplicada em todos os níveis de comunicação, promovendo a cobertura de todo o sistema de automação e controle.
Capacita o projetista a adotar inovações que resultam em vantagens significativas nos custos em todas as fases de um projeto. Isto é resultado direto das soluções de comunicação flexíveis implementadas em todos os níveis de integração funcional.
Essa integração não afeta exclusivamente o projeto da subestação, mas afeta quase todos os componentes e sistemas de proteção e controle. Basicamente interfere na conexão entre os componentes, substituindo as interfaces com cabeamento rígido por conexões através de links de comunicação.
A utilização de comunicações de alta velocidade ponto-a-ponto usando mensagens de Eventos Genéricos de Subestação (Generic Substation Event – GSE) e Valores Amostrados (Sample Values – SV) permite, entre outras coisas, o desenvolvimento de aplicações distribuídas.
Podem ser usados componentes de diversas tecnologias na instalação física do sistema, como sensores convencionais ou não convencionais, permitindo a diminuição do uso de cabeamento rígido e sua substituição por links de redes ópticas.
Para implementar essa estrutura de comunicação é necessário se certificar que os componentes do sistema irão atender a requisitos de desempenho específicos. Neste caso, a definição das funções distribuídas tem o importante papel de impor diferentes requisitos de desempenho para diferentes configurações do sistema. Esses requisitos devem ser considerados no processo de concepção do projeto da subestação.
Uma das principais razões para o sucesso da IEC 61850 é que pela primeira vez, introduziu um conjunto de ferramentas que permite o alto desempenho e adaptação nos sistemas de automação de subestação (SAS), baseados na mais recente tecnologia de comunicações e equipamentos multifuncionais de diferentes fornecedores. Esses sistemas de automação e a proteção distribuída não são algo novo, e têm sido tipicamente concebidos e implementados como soluções de um único fornecedor, utilizando-se fiação rígida ou protocolos de comunicação de propriedade do fornecedor do sistema. Devido a necessidade do uso de novas soluções de comunicações, utilizando mais de um fornecedor, sem perder funcionalidade ou desempenho do sistema, foram desenvolvidos os modelos e serviços para comunicações ponto-a-ponto conhecidos como GOOSE (Eventos Genéricos de Subestação Orientados a Objeto) e transmissão dos SV (Valores Amostrados) no domínio IEC 61850.
É importante compreender que o objetivo da IEC61850 é garantir a interoperabilidade, ou seja, a capacidade de dois ou mais IEDs do mesmo fornecedor, ou de diferentes fornecedores, de trocar informações e usar essa informação para a execução correta das funções especificadas, mas nem sempre os projetos são dotados de especificações suficientemente detalhadas para garantir a interoperabilidade entre IEDs ou entre sistemas. É necessário que o responsável pelo sistema especifique corretamente o sistema. Esse trabalho aborda o tema, descrevendo pontos da norma que podem definir a interoperabilidade, requisitos necessários em uma especificação, e também aborda os testes para indicação se um sistema é ou não interoperável.
Considerações Finais e Conclusões do Trabalho
Um exemplo de padronização da comunicação pode ser descrito com uma determinada rede se subestação formada por IEDs com definição de algum nó lógico, data object e qualquer tipo de private data criado pelo responsável da implementação. Tem-se a necessidade da elaboração da documentação para que a especificação e um novo IED componente desta rede obedeça aos mesmos requisitos dos IEDs existentes na rede.
Essa prática, adicionada aos procedimentos antes descritos forma o conjunto de procedimentos que garantirá a interoperabilidade dos IEDs e das funções do Sistema de Automação da Subestação.
No Brasil, grandes empresas de energia elétrica federais formam a base do sistema elétrico brasileiro. Estas empresas estão submetidas a um sistema que obriga que as aquisições de equipamentos e IEDs do Sistema de Automação da Subestação sejam realizadas por um processo de licitação publica. Neste caso a documentação e padronização dos requisitos de comunicação do Sistema de Automação da Subestação são de fundamental importância para garantir a interoperabilidade dos IEDs.
Outro fator importante para garantir a interoperabilidade é a engenharia de projeto das redes de estação e de processo. Um projeto de rede inadequado pode ocasionar congestionamento e grande atraso nas informações que trafegam nas redes do Sistema de Automação da Subestação. Mesmos que os IEDs estejam conforme a norma IEC 61850 e com um conjunto de dados compreensível por todos os iEDs a rede poderá entra em colapso por problema de um projeto inadequado.
Podemos então resumir que os requisitos que garante interoperabilidade de um sistema são:
•Conformidade com a norma;
•Documentação formal;
•Padronização dos requisitos dados do tipo private;
•Topologia e arquitetura da rede de subestação e de processo;
•Validação do sistema através dos testes adequados.
Veja o trabaho completo em Trabalho_STPC_2010
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