Formulxrio de Projeto Cabeca de Serie ELN 2016-10-23

Anexo: Formulário de Proposta de Projeto P&D Estratégico
Identificação
Chamada No:
Título: Cabeça de Série de Metodologia de Controle Preventivo Baseada em Árvore de Decisão para a
Melhoria da Segurança Estática e Dinâmica do Sistema Interligado da Eletronorte
Duração do projeto: 36 meses
Segmento do projeto: Transmissão
Tema de Pesquisa: Supervisão, Controle e Proteção de Sistemas de Energia Elétrica
Fase na Cadeia de Inovação: Cabeça-de-série
Subtema Principal: Técnicas de inteligência artificial aplicadas ao controle, operação e proteção de
sistemas elétricos
Palavras-Chave Análise Preventiva de Segurança Estática e Dinâmica;
Segurança da Operação em Tempo Real;
Sistemas Elétricos de Potência;
Árvores de Decisão.
Custo Total: R$ 1.436.868,95
R$ 1.456.378,00
Motivação
No período de março/2012 a fevereiro/2014, a UFPA executou um projeto de P&D que resultou em um
conjunto de aplicativos (protótipo) e serviços para suporte à operação em tempo real e ao controle
preventivo visando garantir à segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos. A técnica de mineração
árvore de decisão foi utilizada para classificar o estado operacional do sistema, além de fornecer diretrizes
para tomada de ações de controle, necessárias para evitar a degradação da tensão operativa e a
estabilidade do sistema. Testes preliminares foram realizados utilizando o histórico operacional do
SCADA/SAGE do Centro de Operação Regional do Pará da Eletrobrás Eletronorte. Os resultados obtidos
validaram completamente o protótipo desenvolvido, e indicam um grande potencial para a aplicação no
ambiente de operação em tempo real. Para que se aprimore e aperfeiçoe o protótipo desenvolvido em
projeto P&D anterior, propõe-se a progressão do projeto para a fase cabeça de série.
Descrição (Originalidade)
Segundo o manual 2012 da ANEEL do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico do Setor de
Energia Elétrica, esse critério de originalidade não se aplica a projetos enquadrados na fase cabeça de
série.
Aplicabilidade
O produto proposto é aplicável em centros de operação de concessionárias de geração e transmissão de
energia elétrica, que oferecem consulta a "base de dados histórica" do SCADA. A aplicabilidade da árvore
de decisão aos dados do histórico operacional do SCADA/SAGE fornece uma solução promissora para
suporte a operação em tempo real e ao controle preventivo para garantia da segurança dos sistemas
elétricos. Os códigos da árvore de decisão, apresentados aos operadores do sistema na forma de
sugestões de instruções de operação - IO ao SCADA, fornecem as variáveis críticas e seus limites relativos
à segurança do sistema. A produção automática dos cuidados críticos com o sistema garante sua
segurança frente aos múltiplos cenários oriundos das mudanças topológicas e de carregamento que
ocorrem na operação em tempo real dos sistemas elétricos.
Relevância
A manutenção e o monitoramento da segurança operacional de sistemas elétricos é o trabalho diário de
engenheiros e operadores das concessionárias de energia elétrica. Esse projeto cabeça de série adicionará
ao SCADA/SAGE (sistema de supervisão e controle mais utilizado no setor elétrico) uma nova ferramenta
de monitoração e suporte à operação quanto à segurança do sistema. A partir dos resultados do estimador
de estado, o operador deve se ater apenas ao acompanhamento da evolução das variáveis críticas
fornecidas pela árvore de decisão para uma determinada configuração topológica. Essa nova informação
relativa ao sistema, só propiciada pelo uso da árvore de decisão, facilitará significativamente a tarefa do
operador, que por sua vez poderá ficar mais focado no acompanhamento das variáveis realmente críticas
de operação. O projeto reforçará a capacitação científica e tecnológica dos pesquisadores e alunos
participantes da UFPA, e dos engenheiros e técnicos da Eletrobrás Eletronorte
CAPACITAÇÃO PROFISSIONAL
Programação de Capacitação profissional
Tipo
Nome do Membro da
Equipe que será
qualificado
Instituição de
ensino
Área de
Pesquisa
Início
(mês/ano)
Término
(mês/ano
Especialização
ES
TCC
Grad
Aluno de Graduação em
Enga. Elétrica
UFPA
TCC
Grad
Aluno de Graduação em
Enga. Da Computação
UFPA
Mestrado
ME
Mestrado
ME
Aluno
Elétrica
UFPA
Sistemas
Potência
de
Doutorado
DO
Weberston
Oliveira
de
UFPA
Sistemas
Potência
de
Março/2014
Dezembro/
2017
Doutorado
DO
Benedito das Graças Duarte
Rodrigues
UFPA
Sistemas
Potência
de
Março/2015
Março/2018
Pós-Doutorado
PD
de
Engenharia
Douglas
Impacto ou importância da(s) capacitação(ões) profissional(is) para a(s) entidade(s) a(os) qual(ais) o(s)
profissional(is) pertencem e para o setor elétrico:
Serão gerados 2 títulos de mestre e 2 títulos de doutor, em temas diretamente ligados ao desenvolvimento
do projeto, e 2 trabalhos de conclusão de curso, sendo 1 aluno do Curso de graduação em Engenharia
Elétrica, e 1 aluno do Curso de graduação em Engenharia de Computação da Universidade Federal do
Pará.
Instituições (Capacitação das instituições participantes) Reconhecimento como centro de excelência
Artigos em revistas e anais
- Especificação Complementar
O grupo de pesquisa responsável pelo desenvolvimento do projeto firmou-se como referência no Brasil no
desenvolvimento de aplicações neste tema principal, tendo realizado muitas publicações em congressos,
seminários do setor elétrico. Com a realização deste projeto, consolida-se esta referência, pela implantação
da ferramenta desenvolvida, de caráter inovador, nos Centros de Operação do Sistema, integrada com o
ambiente SAGE. O tema desperta muito interesse mundial, e após a solicitação do registro/patente, também
poderão ser publicados artigos de divulgação científica e tecnológica sobre a concepção, metodologia, e
resultados do projeto.
Concessionária (Capacitação para concessionária)
Melhoria de processo interno
Melhoria da qualidade do serviço prestado
- Especificação Complementar
A implantação dos resultados da execução deste projeto Cabeça de Série trará ganhos significativos para a
Empresa, com relação a melhoria da segurança operacional sistêmica, com a utilização da ferramenta na
operação em tempo real. Também trará contribuições para a área de planejamento da operação, por meio
da internalização no setor de pós-operação de rotinas de estudos visando a adoção de ações preventivas
que reforcem a segurança do sistema elétrico.
CAPACITAÇÃO TECNOLÓGICA
Produção técnico-científica prevista (publicações em periódicos ou Anais/nacionais ou internacionais)
(Indicar quais periódicos ou eventos está previsto a submissão de trabalhos técnico-científicos):
É previsto no mínimo um artigo em congresso ou seminário de especialistas em sistemas elétricos de
potência, tais quais SEPOPE (Simpósio de Especialistas em Planejamento da Operação e Expansão
Elétrica), SNPTEE (Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica) e IEEE PES
PowerTech, CITINEL. Também é previsto submissão de artigo para periódico com classificação no QUALIS
da CAPES, tais quais, IEEE Transactions on Power Systems, Electric Power Systems Research,
International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Revista Eletroevolução.
Propriedade intelectual (indicar se planeja gerar algum tipo de registro/patente e produtos gerados pelo projeto,
quais tipos de propriedades serão geradas e como será o compartilhamento dos resultados do projeto):
Haverá solicitação do registro dos softwares desenvolvidos durante a execução do projeto, também serão
publicados artigos de divulgação científica e tecnológica sobre a concepção, metodologia, e resultados do
projeto
Apoio a infraestrutura (indicar laboratórios e equipamentos a serem adquiridos e entidades beneficiadas):
O Ceamazon será beneficiado com os equipamentos adquiridos (computadores/workstation) e com a
plataforma de testes que será implantada, podendo ser utilizada para fins de ensino nos cursos de
graduação e pós-graduação em engenharia elétrica da UFPA.
IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS
Descrever os impactos previstos e, se couber, medidas de mitigação:
IMPACTOS ECONÔMICOS
O produto proporcionará benefícios econômicos à Empresa de energia elétrica, com destaque para a
melhoria da produtividade decorrente do uso de um novo processo de monitoração e suporte à operação do
sistema, reduzindo o tempo de observação do sistema elétrico pelo operador, conduzindo seu foco de
atenção para áreas críticas ou mais vulneráveis. Esse projeto também proporcionará ganhos econômicos
decorrentes do aumento da segurança operacional e da confiabilidade do sistema. Somente o exemplo da
área Tramo Oeste do Pará, onde, por exemplo, ocorreram desligamentos recorrentes ligados a ações de
controle de tensão, pode-se calcular, a grosso modo, que um único desligamento de 3 horas de 170 MW
custaria R$ 255 mil. Dever-se-ia, ainda, acrescentar custos intangíveis como, por exemplo, o desgaste
público e político da empresa, perdas sociais e de eventuais multas aplicadas pelo órgão regulador.
Entidades envolvidas
Empresas envolvidas
RAZÃO SOCIAL
FUNÇÃO NO PROJETO (Proponente,
Cooperada, Executora)
Centrais Elétricas do Norte do Brasil
Proponente
Universidade Federal do Pará
Executora
Fundação de Amparo e Desenvolvimento da
Pesquisa
Executora
Logical
Cooperada
CNPJ
UF
Equipe das concessionárias (Proponente e Cooperadas)
Nome
Pedro Rodrigues de Brito
Filho
Vilson Castro
Função
Titulação
Currículo Lattes
(link)
HH (R$)
Custo no Projeto (R$)
Nacionalidade
CPF /
Vinculação
Passaporte
institucional
Pesq.
Mestre
110,00
Gerente
Técnico
ELN
Benedito das Graças Duarte
Rodrigues
Carlos Resende de Almeida
Pesq.
Mestre
-
Pesq.
Especialista
ELN
Walter Brum de Paula
Pesq.
Especialista
-
Daniel Augusto Martins
Consultor
Mestre
110,00
316.800,00
Logical
ELN
ELN
105.000,00
Autônomo
Equipe Executora
Nome
Função
Titulação
Currículo Lattes (link)
HH (R$)
Custo no
Projeto (R$)
Nacionalidade
CPF /
Vinculação
Passaporte
institucional
Ubiratan Holanda Bezerra
Coordenador
Doutor
http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
160,00
144.000,00
Brasileiro
042.300.002-00
Professor
João Paulo Abreu Vieira
Pesquisador
Doutor
http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
160,00
144.000,00
Brasileiro
693.020.652-00
Professor
Maria Emília de Lima Tostes
Pesquisador
Doutor
lattes.cnpq.br/4197618044519148
160,00
108.000,00
Brasileiro
221.577.272-72
Professor
Werbeston Douglas de Oliveira
Pesquisador
Mestre
http://lattes.cnpq.br/8673931634430580
110,00
142.560,00
Brasileiro
933.954.692-04
Aluno
Flávia Pessoa Monteiro
Pesquisador
Mestre
http://lattes.cnpq.br/3434022917410660
110,00
91.080,00
Brasileiro
000.348.902.70
Aluno
Rodrigo Luis da Silva Carvalho
Pesquisador
Especialista
http://lattes.cnpq.br/0891485460762028
80,00
64.800,00
Brasileiro
985.528.302-30
Aluno
Ronald Carson Neves de Brito
Pesquisador
Graduação
17,00
24.480,00
Brasileiro
016.543.462-76
Aluno
Pesquisador
Graduação
17,00
24.480,00
Brasileiro
Aluno
Pesquisador
Graduação
17,00
24.480,00
Brasileiro
Aluno
Profissional de Nível Médio (Aluno
Enga. da Computação)
Profissional de Nível Médio (Aluno
Enga. Elétrica)
Título: Consultoria Técnica Especializada
Categoria Contábil: Serviços de Terceiros
Origem: Nacional
Quantidade: 3,00
R$105.000,00
Descrição: Treinamento da equipe Técnica de desenvolvimento do projeto no SAGE, familiarização ao ambiente CentOS e ao SCADA SAGE.
Instalação de uma plataforma de desenvolvimento SAGE na UFPA, como réplica do Sistema de Supervisão do COR-PA. Implantação de IO
(Instruções de Operação) no ambiente de operação tempo real do SAGE, visando garantir a segurança do sistema elétrico. Integração das regras
da Árvore de Decisão no Ambiente SAGE tempo Real. Acompanhamento de testes no ambiente de produção.
Justificativa: Pagamento de 1 consultoria por ano, totalizando 3, para o MSc Engenheiro Daniel Augusto Martins, especialista na implantação e
operação de Sistemas de Supervisão e Controle que detém larga experiência na implantação e operação do COR-PA, no qual será implantado,
inicialmente, as funções de segurança em tempo real propostas neste projeto. O Engenheiro Daniel Augusto Martins trabalhou por muitos anos
como desenvolvedor de funções para o COR-PA, como engenheiro da Eletronorte, sendo atualmente aposentado desta Empresa.
Cronograma do projeto
Ano 1
Nº
Etapas
1
1 - Nivelamento da Equipe e
avaliação da integração dos
softwares desenvolvidos ao
ambiente COR-PA
2
2 - Instalação de uma
Plataforma de
Desenvolvimento SAGE e
Desenvolvimento e Teste de
Metodologia para Produção
de Assinatura Topológica
3
3 - Definição dos Atributos
que Melhor Descrevem a
Segurança Operacional do
Sistema Elétrico da
Eletronorte e
Desenvolvimento de um
Procedimento Automático de
Exportação de Arquivos .PWF
a partir do Estimador de
Estado.
4
4 - Desenvolvimento e
Implantação Rotinas para a
Disponibilização Automática
dos Arquivos .PWF e
Metodologia de Inclusão de
Dados de Planejamento à
Base de Dados de Entrada do
Minerador de Dados e
transferência de tecnologia
ano 1.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
x x x
x x x
x x x
x
x
x
Produto
Custo (R$)
1. Material didático (Apostilas). 2. Scripts e programas utilizados no
encadeamento do software desenvolvido no projeto anterior ao cabeça de
série. 3. Programas e scripts para utilização da nomenclatura PEP
Eletronorte.
270.723,17
1. Uma plataforma de desenvolvimento SAGE com uma réplica do sistema de
supervisão do COR. 2. Aplicativos e scritps shell para geração automática e
periódica de assinaturas topológicas. 3. Relatório técnico.
72.623,17
1. Aplicativos e scripts para automatizar a exportação de arquivos na
extensão .PWF (ANAREDE) a partir do estimador de estado. 2 . Avaliação
dos resultados obtidos relativamente àprecisão (acurácia) das árvores de
decisão. 3. Relatório técnico com resutados das reuniões de discussão com
especialistas da operação e manutenção do COR-PA visando avaliar os
pontos de controle de tensão a serem utilizados.
72.623,17
1 .Fontes dos programas que provocam a exportação de um arquivo .PWF. 2.
Material didático (apostila e slides). 3. Relatório técnico.
72.623,17
Total
R$
488.592,67
Ano 2
Nº
Etapas
1
2 3 4 5 6
5
5 - Desenvolvimento, implantação e testes
de Metodologia para a Inclusão de
Incertezas no modelo de carga.
x
x x
6
6 - Desenvolvimento de metodologia para
Integração das Regras da Árvore de
Decisão no Ambiente SAGE em Tempo
Real
7
7 - Desenvolvimento de Procedimentos
para a Atualização das Árvores de Decisão
no Ambiente de Produção
8
8 - Testes e Comissionamento das
Ferramentas Desenvolvidas em Ambiente
de Laboratório (plataforma) e
Transferência de Tecnologia - Ano 2
7
8
9
10 11 12 Produto
x x x
x
x
x
x
x
x
Custo (R$))
1. Scripts e programas para alteração dos arquivos .PWF,
com a inclusão de incertezas no modelo do sistema. Relatório
técnico.
107.623,17
1. Programa que converte os aconselhamentos técnicos
emitidos pela árvore de decisão em linguagem mais
humanamente compreensível. 2. Aplicações, procedimentos e
scripts de inclusão dos resultados das árvores de decisão
gerada anteriormente no ambiente SAGE em tempo real. 3.
Programas de interfaces com o operador. 4. Relatório Técnico
72.623,17
1. Relatório dos testes em ambiente de simulação utilizando a
plataforma SAGE alimentada por dados da base histórica. 2.
Programas, scripts e procedimentos corrigidos. 3. Relatório de
avaliação dos resultados
72.623,17
1. Relatório com os resultados dos testes exaustivos e
recursivos. 2. Material didático (apostila e slides).
72.623,17
Total
R$
325.492,67
Ano 3
Nº
Etapas
9
9 - Primeira Etapa de Integração e testes
do Software ao Ambiente Computacional
do Centro de Operação COR-PA:
Introdução do software na empresa.
10
10 - Segunda Etapa de Integração e testes
do Software ao Ambiente Computacional
do Centro de Operação COR-PA
11
11 - Terceira Etapa de integração e testes
do software: Treinamento aos
Especialistas em Planejamento e
Operadores do Sistema Elétrico
12
12 - Finalização da Etapa de integração:
Workshop de divulgação do produto na
Empresa e Relatório Final
1
x
2 3 4 5 6 7
8 9
10 11
12
x x
x x x
x
x
x
x
x
x
Produto
Custo (R$))
1. Relatório contendo os resultados, cuidados e
procedimentos para a implantação dos resultados obtidos em
ambiente de produção no SAGE do COR-PA.
107.623,17
1. Relatório contendo os resultados, cuidados e
procedimentos para a implantação dos resultados obtidos em
ambiente de produção no SAGE do COR-PA.
72.623,17
1.Relatório contendo os resultados, cuidados e
procedimentos para a implantação dos resultados obtidos em
ambiente de produção no SAGE do COR-PA. 2. Material
didático (apostilas e slides).
1. Material didático e relatório técnico final conjunto
Eletronorte-UFPA. 2. Documentos elaborados, juntamente
com a Empresa Parceira das estratégias para registro do
produto no INPI.
Total
R$
72.623,17
72.623,17
325.492,67
Razoabilidade dos Custos
Benefícios Econômicos (Apresentar Estudo de Viabilidade Econômica ou Avaliação da expectativa de Retorno
de investimento, com horizonte de tempo definido, com base nos custos de execução, aplicação de seus
resultados e benefícios decorrentes de sua implantação, justificando argumentos e premissas):
QUADRO GERAL DE CUSTOS DO PROJETO (Por categoria contábil [RH, ST, MC, MP, VD e OU])
Item de custo
Total (R$)
Recursos humanos
(RH)
Serviços de
Terceiros (ST)
Material de
Consumo (MC)
Materiais e
equipamentos (MP)
Viagens e diárias
(VD)
Outros (OU)
TOTAIS
% Proj
R$ 1.084.680,00
Próprios (R$)
74,48%
R$ 767.880,00
% Proj
52,73%
R$ 217.598,00
14,94%
R$ 217.598,00
14,94%
R$ 6.000,00
0,41%
R$ 6.000,00
0,41%
R$ 30.500,00
2,09%
R$ 30.500,00
2,09%
R$ 117.600,00
8,07%
R$ 117.600,00
8,07%
100%
R$ 1.139.578,00
R$ 1.456.378,00
Cooperadas
(R$)
R$ 316.800,00
% Proj
Parceir
os (R$)
21,75%
R$ 316.800,00
QUADRO DE DESEMBOLSOS ANUAIS
Ano 1
Item de custo
Recursos humanos (RH)
Desembolso Ano (R$)
R$ 361.560,00
Próprios (R$)
R$ 255.960,00
Serviços de Terceiros (ST)
R$ 78.532,67
R$ 69.532,67
Material de Consumo (MC)
R$ 6.000,00
R$ 6.000,00
Materiais e equipamentos (MP)
R$ 30.500,00
R$ 30.500,00
Viagens e diárias (VD)
R$ 117.600,00
R$ 117.600,00
Cooperadas (R$)
R$ 105.600,00
Parceiros (R$)
Outros (OU)
TOTAIS
R$ 594.192,67
R$ 479.592,67
R$ 105.600,00
Desembolso Ano (R$)
R$ 361.560,00
Próprios (R$)
R$ 255.960,00
Cooperadas (R$)
R$ 105.600,00
R$ 69.532,67
R$ 69.532,67
Ano 2
Item de custo
Recursos humanos (RH)
Serviços de Terceiros (ST)
Material de Consumo (MC)
Materiais e equipamentos (MP)
Viagens e diárias (VD)
Outros (OU)
TOTAIS
R$ 431.092,67
R$ 325.492,67
R$ 105.600,00
Parceiros (R$)
%
Proj
Ano 3
Item de custo
Recursos humanos (RH)
Serviços de Terceiros (ST)
Desembolso Ano (R$)
R$ 361.560,00
Próprios (R$)
R$ 255.960,00
R$ 69.532,67
R$ 69.532,67
Cooperadas (R$)
R$ 105.600,00
Parceiros (R$)
Material de Consumo (MC)
Materiais e equipamentos (MP)
Viagens e diárias (VD)
Outros (OU)
TOTAIS
R$ 431.092,67
R$ 325.492,67
R$ 105.600,00
Custos principais que compõe a proposta
É necessário detalhar os principais custos envolvidos nos 3 sistemas principais: Regeneração, Armazenamento e
Transporte de Energia. Caso o projeto preveja a confecção de Modelo Reduzido para testes, o mesmo deverá ter seus
custos apresentados.
Devem está contemplados recursos de fabricação, aquisições, entrega e instalação, dentro das rubricas: Material
Permanente, Material de Consumo, Recursos Humanos e Serviços de Terceiros.
Bloco
Rubrica
Item
Valor Total
Sistema de regeneração
Sistema de
armazenamento
Sistema de transporte da
energia
Modelo Reduzido (Se for o
caso)
Ciência e de Acordo do Gerente e Coordenador do Projeto
Estou ciente de que o custo unitário (H/h) de cada membro da equipe executora é bruto, devendo ser descontado desse
valor as parcelas referentes aos impostos e encargos cabíveis.
Estou ciente e de acordo com todas as informações contidas neste formulário a serem encaminhadas a Aneel.
Estou ciente e de acordo que a compra dos materiais e equipamentos previsto no projeto deve ser realizada SEM a
utilização de possíveis benefícios fiscais e tributários que por ventura a contratada tenha direito.
A aquisição dos materiais permanentes e equipamentos do projeto será prevista no cronograma físico no mês de
chegada/aquisição dos mesmos.
Ciência e de acordo,
DATA:
É preciso informar a relação e custos associados com o material de consumo, material permanente, passagens e
diárias, inscrições em congressos, pagamentos de taxas, etc.
Também é preciso montar o desembolso mensal, com todos os itens de despesa discriminados. Inclusive com a carga
horária do pessoal.
GERENTE DO PROJETO
COORDENADOR DO PROJETO
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA
Endereço: SGAN 603 - Módulos "I" e "J"
Brasília, DF - CEP 70.830-030
Tel.: 55 (61) 2192-8600
www.aneel.gov.br