Sistemas Especialistas na Operação de Sistemas Elétricos Antonio Carlos Xavier de Oliveira Diogo Domingos da Silva Rafael Moreira Miggiorin

Roteiro da apresentação Introdução do Sistema Elétrico Aquisição de conhecimento Frames Regras SE Diagnóstico de Falhas SE Operação do Sistema Elétrico - ORGANON Referências

Sistema Elétrico Sul

Subestação 230 kV / 138 kV

Subestação 138 kV

Aquisição do Conhecimento

Representação do Conhecimento Frames Redes Semânticas; Regras de Produção;

Rede Semântica: Sistema Elétrico Região de Op: possui Subestação Tensão: Capacidade: possui Barramento Tensão: Linha Tensão: Capacidade: Máquina Capacidade: Tensão: Gerador/Compensador

Representação do Conhecimento Dados - Conhecimento declarativo Fatos sobre objetos, eventos e situações. “O disjuntor 1 pertence a linha 4.” “Tensão Máxima do Barramento 1 é...” “Tensão Mínima no Barramento 1 é...” “Capacidade da Máquina 3 é...” “Capacidade da Linha 2 é...”

Modelo Básico de um S. Esp.

Frames do Sistema Elétrico Região de Op: Linha: Subestação: Máquina Tensão: Frequência: Tensão Máx/Min: Linha Capacidade: Corrente: Tensão: Subestação Tensão: Frequência: Tensão Máx/Min: Máquina: Gerador Capacidade: Corrente: Tensão: Compensador Capacidade: Corrente: Tensão:

Interface ORGANON Fluxo de Carga Ocorrência SIM Sistema Estabilizado? Base de Regras Banco de Dados NÃO Inferências Atuação de Máquinas Rejeição de Carga Inferência Editor de Regras

Exemplo de Regra - Conhecimento de procedimento Informações sobre o curso de ações. “Se Vmin B1 < VB1 <VmaxB1 Então B1 dentro da faixa de operação Se não atuar nas máquinas do sistema Se VB1<VB1min Então Aumentar a tensão da máquina até VB1=(VmaxB1+VminB1) /2 Diminuir a tensão da máquina até VB1=(VmaxB1+VminB1) /2 Se !(Vmin B1 < VB1 <VmaxB1 ) Então iniciar sistema de rejeição de carga”

Subestação

Rede Semântica: Subestação possui B. Operação B. Transferência Proteção Linha se conecta Chave Seletora de Barra - P Chave Seletora de Barra -T Chave 43T DJ Linha Transferida Normal Intermitente CS Isoladora DJ - Linha DJ Interligação Nó da Linha Chave Seletora de Barra - P Chave By-Pass Linha

Representação do Conhecimento Dados - Conhecimento declarativo 1 - Barramento de Operação 1 pertence a Subestação A; 2 - Chave Seletora de Barras 751 se conecta a DJ de Interligação 752 e a Barramento de Operação 1; 3 – DJ de Interligação752 se conecta a CS 751 e a CS 753; 4 – CS 753 se conecta a CS 751 e ao NÓ 1; 5 – NÓ 1 se conecta a CS 753 e CS 755 e a Bay A; 6 – CS 755 se conecta ao NÓ 1 e Barramento de Transferência 7 - CS 731 se conecta ao Barramento de Operação e ao DJ 732 ; 8 - DJ 732 se conecta a CS 731 e a CS 733; 9 - CS 733 se conecta a DJ 732 e ao Barramento de Transferência; 10 - Barramento de Transferência 1 pertence a Subestação A;

Subestação

Regras de Manobra Premissa: A linha nunca deve estar desprotegida. Se Objeto (X) conectado a Objeto (A) e a Objeto (B) e Objeto (X) == fechado Então Objeto (A) conectado Objeto (B) Se não Objeto (A) conectado Objeto (B)

Regras para Manobra Regra 2. Se Objeto (A) conectado a NÓ (X) e Objeto (B) conectado a NÓ (X) Então Objeto (A) conectado Objeto (B) Regra 3 Se Objeto (A) conectado a NÓ(X) e a NÓ(Y) e Objeto (A) == fechado e Objeto(B) conectado a NÓ (X) e a NÓ (Y) e Objeto(B) == fechado Então Objeto (A) em paralelo Objeto (B) NÓ (X) conectado NÓ (Y)

Regras de Manobra Regra 4. Se Linha(A) conectado a Barramento Operação (X) Então Linha(A) ligada Se não desligada Regra 5. Se DJ fechado e CS conectado a DJ Então Nunca abrir CS Regra 6. Se DJ aberto Então CS By-pass aberta

Regras de Manobra Função 1: Verificar estados dos Objetos; Função 2: Alterar estados dos Objetos; Função 3: Testar Conexão da Linha X com Barramento de Operação; Função 4: Verificar número de caminhos alternativos para o Barramento; Função 5: Manobra de ByPass Função 6: Manobra de Normalização

Manobra By-pass do DJ 752 1) Verificar estado do DJ 732 e CS733 e CS731; - Se abertas Então Fechar CS e DJ 2) Alterar CH43T para Posição “Intermitente” 3)Fechar CS755 4) Verificar DJ 752 e CS753 e CS751 - Se fechadas Então Abrir DJ e CS 5) Chave CH43T Posição “Proteção Transferida” para o DJ732

Subestação

Diagnóstico de Falhas

Rede Semântica: Diagnóstico de Falha Subestação A pertence a Linha pertence a pertence a atua no Proteção Disjuntor pertence a Transmissor Receptor

Regras para Diagnóstico de Falha Se Sinal Relé R1 == TRUE Então Abrir DJ Enviar Sinal de Transfer Trip e Diagnóstico: Falha < 80% do alcance do Relé Se Sinal Transfer Trip == TRUE Então Falha > 80% da linha

Tratamento de Alarmes e Diagnóstico de Falhas falhas em sistemas elétricos produzem “avalanche de alarmes” o operador do sistema tem dificuldade em interpretar a situação e diagnosticar a experiência de engenheiros é a principal ferramenta para a análise de ocorrências.

Sistema Proposto Extrator de dados: extrair de um banco de dados (em determinados intervalos de tempo) ocorrências de alarmes para os equipamentos monitorados RNA: o arquivo de alarmes é submetido a uma rede MLP que retorna diferentes probabilidades para cada alarme Árvore de Decisão: cada alarme identificado como falha pela RNA é submetido a uma Tabela de Decisão que retorna sua causa mais provável. Gerador de Diagnóstico: gerar resumos que informam: equipamentos que sofreram desarme, possíveis equipamentos atingidos, proteções atuadas, quantidade de corrente interrompida e causas mais prováveis da falha.

Estudo de Caso

ORGANON

ORGANON

ORGANON

FIM Referências ORGANON, ONS BATISTA L., CUNHA R., VASCONCELOS G., ADEODATO P., Artigo. „Sistema Híbrido Inteligente para Tratamento de Alarmes e Diagnóstico de Falhas em Redes Elétricas“. FERREIRA VICTOR, V. Dissertação. „Sistema Especialistas para Detecção de Falhas em Comandos Elétricos“. CELESTE GHIZONI TEIVE, R. Dissertação. „Planejamento da Expansão da Transmissão de Sistemas de Energia Elétrica Utilizando Sistemas Especialistas“. UBIRATAN LANZIERI DE AZEVEDO MAIA, W. Dissertação. „Sistema Integrado de Operação e Diagnóstico de Falhas para Sistemas de Energia Elétrica – SODF“