Sumário - Power System Modeling, Analysis and Control - Capítulo 1

Sumário do capítulo 1 do arquivo Power System Modeling, Analysis and Control.

1.1 - Introdução

Na introdução é citada a evolução dos sistemas de energia elétrica e da sua necessidade de monitoramento, controle e das operações computacionais. Diante disso, é apresentado o EMS (Energy Management System) e uma breve descrição de seu funcionamento.

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1.1.1 - Power system control functions

Uma usina de geração depende de diversos ciclos de controle, alguns são manuais e outros automatizados, entre eles temos:

Controle de voltagem, que regula a voltagem dos terminais do gerador.

Estabilizador, que diminui oscilações seguidas de um distúrbio.

Sistema de controle automático do gerador, subdivido em primário(controle de saída de velocidade e de energia do gerador) e o secundário(troca de informações da maquina).

Esses ciclos visam regular a produção com alterações mínimas e graduais para evitar oscilações que diminui a eficiência do equipamento.

Devido à alta complexidade de uma unidade de geração há a necessidade de uma estrutura hierárquica. Utilizando como referencia os dados, como saída de energia e frequência, os parâmetros são analisados através de monitoramento constante e alterados para garantir a segurança, economia e eficiência da maquina.

A apuração dos dados é feita a partir de estimativas provenientes do sistema conhecido como SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Esse sistema se subdivide em modelo de configuração e status.

Outro sistema utilizado é o analoógico, se dividindo em algumas variáveis, entre elas temos:

Demanda de energia elétrica, consiste em determinar o valor real de demanda de energia;

Controle, valores determinados individualmente;

Estado, variáveis essenciais para o funcionamento;

Fluxo de energia ativa, utiliza dados elétricos e as configurações de network mensurando seus fluxos

Estimativa de estado, baseia-se na observação de parte do sistema a fim de filtrar dados corrompidos. Alternativa para a analise direta do sistema.

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1.2.2. -Energy Management/Automatic Generation Control Subsystem

Este gerenciamento de subsistemas de geração de energia, controla frequência e a transação de energia do sistema e otimiza a operação do sistema. A importância econômica do sistema de gerenciamento de energia é enorme. Por causa do fato de que o sistema de energia tenta fornecer uma carga elétrica variável caracterizada.

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1.2.3 - Security Monitoring and Control Subsystem

Esse tópico aborda o controle de segurança compreende a integração de várias operações de controle automatizadas e manuais, assim como a análise qualitativa das funções de controle hierárquico. Além disso, apresenta requisitos e classificações dos estados que um sistema de potência deve satisfazer.

Não obstante, o texto discute sobre Análise de Contingência, que refere-se ao problema de determinar os fluxos de circuitos e tensões de barramento para uma contingência do sistema.

Um resumo dos estados operacionais e controles de segurança é ilustrado na figura a seguir:

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1.3 - Elementos principais do gerenciamento de energia (Major Elements of an Energy Management System)

Do ponto de vista do design o gerenciamento do sistema de energia compreende quatro componentes principais: 1. Controle supervisório e sistema de aquisição de dados (SCADA); 2. Computadores; 3. Interface do usuário; 4. Aplicação de software.

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1.3.1 - Controle supervisório e Aquisição de dados (Surpervisory Control and Data Acquisition )

Como implica o nome, consiste de dois subsistemas. O subsistema de controle de supervisão consiste de um hardware. O subsistema de aquisição de dará consiste num equipamento remoto de interface.

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1.3.2 - Computers

O cérebro do gerenciamento do sistema de energia

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1.3.3 - User interface

Compreende no uso de hardware e software.

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1.3.4 - Applications Software

Aplicações de softwares são todos programas de computadores os quais são utilizados no controle e aplicação no sistema de energia.

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1.4 - Hierarchical Structures

Nesse tópico é citado que para as funções de controle de um sistema de energia é exigido uma estrutura hierárquica de todo o sistema, dependendo da sua composição da utilidade específica e se funciona como um sistema vertical integrado ou como parte de um mercado de energia.

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1.5 - Automation and Control of Distribution Systems

O tópico aborda a necessidade, objetivos e modos de uso de um sistema de gerenciamento de energia. Além disso, apresenta a utilização de instrumentação trifásica para melhorar a confiabilidade de um sistema e a busca pela evolução dos produtos de automação e controle de distribuição.

A seguir, uma visão conceitual de um sistema de gerenciamento de energia em um ambiente aberto de mercado de energia:

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1.6 - The Impact of Legislation

A necessidade da legislação nas concessionárias de energia para evitar possíveis fracassos.

Principais Atos Legislativos nos Últimos 70 Anos - Estados Unidos:

· PUHCA – 1935 (Public Utility Holding Company Act)

· PURPA – 1978 (Public Utility Regulatory Policies Act)

· Clean Air Act - 1990

· Energy Policy Act - 1992

· Orders 888 & 889 - 1996

· CECA – 1998 (Comprehensive Electricity Competition Act) order 2000

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1.7- Summary and Discussion

O tópico discorre sobre os aspectos gerais de um EMS (Energy Management System), salientando a evolução do sistema em consequência da avanço da tecnologia.