inovações tecnológicas do novo sistema integrado de

GOP/024
21 a 26 de Outubro de 2001
Campinas - São Paulo - Brasil
GRUPO IX
ESTUDO DE OPERAÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS DO NOVO SISTEMA INTEGRADO DE SUPERVISÃO E
CONTROLE DE FURNAS
Alberto de Oliveira Bayma
Carlos Alberto Ferrara
Carlos Alberto Silva
Francisco Javier Illarri Sanz
José Henrique Clapauch
José Mauro Moraes Silva
Luiz Mauro Gomes Silveira
Mario Edison Mendes de Oliveira
Ronaldo Leite de Almeida Pitta (*)
Sergio Luiz Rohenkoln
Teresa Cristina P. Nicolau
FURNAS Centrais Elétricas S. A.
FURNAS Centrais Elétricas S. A.
RESUMO
Este trabalho aborda os aspectos tecnológicos
inovadores do novo Sistema Integrado de
Supervisão e Controle da Operação de Sistemas
Elétricos,
desenvolvido
por
FURNAS
para
implantação nos seus Centros de Operação e no
Centro Regional de Operação Sudeste (COSR-SE)
do Operador Nacional do Sistema (ONS). O artigo
descreve a arquitetura de hardware e software do
sistema, e enfoca as principais características
técnicas das áreas de Banco de Dados,
Comunicação de Dados, Interface Homem-Máquina
(IHM),e Acionamentos e Supervisão Local. As
principais diferenças em relação aos demais
sistemas deste tipo são realçados.
PALAVRAS-CHAVE: Sistemas de Supervisão e
Controle, Centros de Operação, Operação de
Sistemas Elétricos, Banco de Dados, Interface
Homem-Máquina.
1.1 - Estrutura operacional do sistema elétrico de
FURNAS
A operação do sistema elétrico de FURNAS é feita
através de uma estrutura hierárquica em que o
Centro de Operação do Sistema é responsável pela
análise e supervisão global da operação do seu
sistema elétrico e os Centros Regionais de
Operação são os responsáveis pela supervisão
local e pelas ordens de manobras para as usinas e
subestações. Com o início da operação do ONS,
este incorporou o Centro de Operação do Sistema
de FURNAS, que passou a ser denominado Centro
Regional de Operação Sudeste
(COSR-SE).
Considerando as novas responsabilidades de
FURNAS quanto ao desempenho de suas
instalações e equipamentos elétricos, a empresa
criou um Centro de Operação da Transmissão
(COT) para atuar em conjunto com seus Centros
Regionais de Operação (COR), de forma a garantir
o cumprimento dos contratos de prestação de
serviços de transmissão e de fornecimento de
energia para as empresas de energia elétrica e
grandes consumidores.
1.0 - INTRODUÇÃO
(*) Rua Real Grandeza, 219 Bloco E – sala 306 Botafogo
Telefone: 0XX21- 5284344 Fax: 0XX21- 5285804
Rio de Janeiro CEP: 22283-900
Tanto o COT, como os 4 COR de FURNAS (Rio,
Minas, Goiás e São Paulo), estão equipados com
um Sistema de Supervisão e Controle (SSC). Os
COR recebem as informações coletadas em tempo
real por unidades terminais remotas (UTR)
instaladas em cada usina e subestação de sua
área de atuação. Estas informações
são
retransmitidas tanto para o COT quanto para o
COSR-SE. A FIGURA 1 ilustra a interligação dos
Centros.
1.2 - Atualização tecnológica dos Centros de
Operação
Os Sistemas de Supervisão e Controle de FURNAS
que estão sendo substituídos foram projetados na
década de 80 e entraram em operação comercial no
segundo semestre de 1991. Os SSC dos COR
utilizavam tecnologia distinta do SSC do Centro de
Operação do Sistema de FURNAS. A decisão de
desenvolver novos sistemas para seus Centros de
Operação permitiu a FURNAS adotar uma única
tecnologia, tanto para os COR como para o COT.
Fixou-se como premissa básica que a substituição
teria que ser feita sem interrupção
da
disponibilidade dos SSC nos Centros de Operação
da empresa. Assim sendo, optou-se por uma
solução que permitisse uma eficiente interligação
entre os SSC novos e antigos, para garantir que na
fase final de desenvolvimento e testes dos novos
sistemas, estes operassem em paralelo com os
antigos. Desta forma seria possível a substituição
progressiva de cada um deles pelo novo SSC, sem
qualquer descontinuidade operativa ou dificuldade
para os operadores de sistema elétrico.
O sistema que substituirá o atual COSR-SE será
semelhante ao adotado para o COT, com exceção
de aplicações para atender às necessidades
específicas de cada centro, tais como o Controle
Automático de Geração e as funções de Análise de
Redes.
2.0 - CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO NOVO
SISTEMA DE SUPERVISÃO E CONTROLE
2.1 - Introdução
Os novos SSC tiveram sua arquitetura de hardware
e software projetadas de tal forma que todas as
especificações funcionais e de desempenho
exigidas do SSC antigo fossem não só atendidas,
como superadas pela adoção de soluções técnicas
modernas, baseadas nos novos conceitos de redes
de comunicação de dados, Banco de Dados
relacionais, e nas facilidades de processamento
gráfico disponíveis nos microcomputadores de
última geração.
Foi adotado o modelo cliente-servidor com hardware
e sistemas operacionais distintos e mais adequados
às funcionalidades de cada camada. Para os
servidores, optou-se por máquinas ALPHA da
COMPAQ e sistema operacional OpenVMS, por
suas características já amplamente comprovadas
de robustez, desempenho e adequação a sistemas
de tempo real. Para os clientes, que constituem as
consoles
de
operação,
foram
utilizados
microcomputadores com Windows NT, por sua
adequação ao desenvolvimento de interface gráfica.
A seguir, são descritas as arquiteturas de hardware
e de software adotadas, sendo que esta última está
subdividida em quatro subsistemas: Banco de
Dados, Comunicação de Dados, Acionamentos e
Supervisão Local, e Interface Homem-Máquina.
2.2 - Arquitetura de Hardware
Após a avaliação de diversas configurações de
hardware chegou-se a uma configuração composta
por
servidores ALPHA e sistema operacional
OpenVMS, formecidos pela COMPAQ. Estes
servidores operam em “cluster”, com dois
controladores de discos e um conjunto de discos
magnéticos dispostos em um “disk array”
configurado com espelhamento.
Cada servidor ALPHA é dotado de uma placa dual
de comunicação, para interligação a um anel de
fibra ótica (FDDI) , operando à velocidade de 100
Mbps. Para garantir a continuidade operacional do
anel de fibra ótica, foram inseridos no mesmo dois
concentradores de comunicação, através dos quais
são conectados microcomputadores. Cada micro é
conectado por uma placa dual de comunicação aos
dois concentradores, garantindo que o anel
continuará operacional mesmo se os micros forem
desligados.
Dois hubs, conectados através de fibra ótica ao anel
FDDI, são utilizados para a interligação da LAN do
SSC aos demais sistemas de supervisão e controle
e à rede corporativa de FURNAS. Cada hub possui:
uma switch responsável pela interligação das
diversas redes; um roteador de oito canais
responsável pelo roteamento de mensagens através
de canais de microondas usados para a
comunicação entre os SSC; um servidor de
terminais com 32 portas seriais RS232, usado para
a interligação de cada UTR ao seu COR. Todas as
redes locais usam os protocolos TCP/IP, NETBEUI,
IPX e DECNET. Os roteadores usam os protocolos
TCP/IP e DECNET. A duplicação dos hubs e seus
componentes
garante
elevados
índices
de
confiabilidade e disponibilidade para a WAN que
interliga as diversas LAN dos SSC dos centros de
microcomputadores e sistema operacional Windows
NT. Cada micro pode ter um ou dois monitores de
vídeo de 21” com resolução de 1024X768 pixels, e
se conecta aos concentradores através de um
cartão de interface dual de rede de fibra ótica.
Clientes adicionais, fora da sala de controle, podem
se conectar à rede LAN dos SSC através de cartão
de interface de rede Ethernet. Clientes remotos
também podem ser conectados à LAN do SSC
através de um modem ligado a uma porta serial do
Servidor de Terminais instalado nos hubs. O
protocolo de rede empregado para a ligação de um
cliente à LAN é o TCP/IP, embora também estejam
disponíveis nos clientes os protocolos DECNET,
NETBEUI e IPX.
2.3 - Arquitetura de Software
2.3.1 - Subsistema de Banco de Dados
Ao analisar possíveis alternativas de um Sistema de
Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) para o
projeto do novo Sistema de Supervisão e Controle,
optou-se pela adoção do ORACLE, um SGBD
comercial de uso geral e consagrado no mercado.
Esta solução, tradicionalmente considerada inviável
para utilização em tempo real, revelou-se adequada
para este fim nos extensivos testes de avaliação
efetuados. Este SGBD mostrou-se adequado, do
FIGURA 2
operação da empresa. A FIGURA 2 apresenta um
esquema simplificado da configuração básica de
hardware dos novos SSC de FURNAS.
ponto de vista de performance e confiabilidade, para
ser adotado como solução única, tanto para dados
cadastrais e históricos, quanto para tempo real.
As Consoles de Operação são constituídas por 2
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