Sistemas Especialistas na Operação de Sistemas Elétricos

Antonio Carlos Xavier de Oliveira

Diogo Domingos da Silva

Rafael Moreira Miggiorin

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Roteiro da apresentação

• Introdução do Sistema Elétrico• Aquisição de conhecimento• Frames • Regras• SE Diagnóstico de Falhas• SE Operação do Sistema Elétrico -

ORGANON• Referências

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Sistema Elétrico Sul

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Subestação 230 kV / 138 kV

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Subestação 138 kV

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Aquisição do Conhecimento

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Representação do Conhecimento

• Frames • Redes Semânticas;

Regras de Produção;

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Rede Semântica: Sistema Elétrico

Sistema

Região de Op:

Linha

Tensão:

Capacidade:

Máquina

Capacidade:

Tensão:

Gerador/Compensador

possui

Subestação

Tensão:

Capacidade:

Barramento

Tensão:

possui

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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...”

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Modelo Básico de um S. Esp.

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Frames do Sistema ElétricoSistema

Região de Op:

Linha:

Subestação:

Linha

Capacidade:

Corrente:

Tensão:

Subestação

Tensão:

Frequência:

Tensão Máx/Min:

Máquina:

Máquina

Tensão:

Frequência:

Tensão Máx/Min:

Gerador

Capacidade:

Corrente:

Tensão:

Compensador

Capacidade:

Corrente:

Tensão:

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Fluxo de CargaInterface ORGANON

Ocorrência

Sistema Estabilizado?

NÃO

Inferência

Base de Regras

SIM

Inferências

Atuação de Máquinas

Rejeição de Carga

Banco de Dados

Editor de Regras

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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 sistemaSe VB1<VB1min Então

Aumentar a tensão da máquina até VB1=(VmaxB1+VminB1) /2 Se não

Diminuir a tensão da máquina até VB1=(VmaxB1+VminB1) /2 Se !(Vmin B1 < VB1 <VmaxB1 ) Então

iniciar sistema de rejeição de carga”

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Subestação

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Rede Semântica: Subestação

Subestação

B. Operação

possui

DJ Linha

CS Isoladora DJ - Linha

Chave Seletora de Barra - P

Nó da Linha

DJ Interligação

se conecta

Chave By-Pass

Linha

B. Transferência

Chave Seletora de Barra -T

Chave 43T

Proteção Linha

Chave Seletora de Barra - P

Intermitente TransferidaNormal

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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 Transferência7 - 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;

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Subestação

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Regras de Manobra

Premissa: A linha nunca deve estar desprotegida.

Regra 1.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)

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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)

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Regras de Manobra

Regra 4.Se Linha(A) conectado a Barramento Operação (X) Então

Linha(A) ligadaSe não

desligadaRegra 5.

Se DJ fechado e CS conectado a DJ Então Nunca abrir CS

Regra 6.Se DJ aberto Então CS By-pass aberta

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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

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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

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Subestação

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Diagnóstico de Falhas

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Rede Semântica: Diagnóstico de Falha

Subestação A

Linha

pertence a

Proteção

Transmissor Receptor

pertence a

Disjuntor

pertence aatua no

pertence a

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Regras para Diagnóstico de Falha

• Se Sinal Relé R1 == TRUE Então– Abrir DJ – Enviar Sinal de Transfer Trip eDiagnóstico:– Falha < 80% do alcance do Relé

• Se Sinal Transfer Trip == TRUE Então– Abrir DJDiagnóstico:– Falha > 80% da linha

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Tratamento de Alarmes eDiagnóstico 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.

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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.

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Estudo de Caso

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ORGANON

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ORGANON

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ORGANON

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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“