Sistemas Especialistas na
Operação de Sistemas Elétricos
Antonio Carlos Xavier de Oliveira
Diogo Domingos da Silva
Rafael Moreira Miggiorin
Roteiro da apresentação
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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
4
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:
possui
Subestação
Tensão:
possui
Capacidade:
Linha
Máquina
Tensão:
Capacidade:
Capacidade:
Tensão:
Barramento
Tensão:
Gerador/Compensador
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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 Elétrico
Sistema
Linha
Capacidade:
Corrente:
Região de Op:
Máquina
Linha:
Tensão:
Subestação:
Frequência:
Tensão
Máx/Min:
Tensão:
Subestação
Tensão:
Gerador
Compensador
Frequência:
Capacidade:
Capacidade:
Tensão
Máx/Min:
Corrente:
Corrente:
Tensão:
Tensão:
Máquina:
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Interface
ORGANON
Fluxo de Carga
Ocorrência
SIM
Sistema
Estabilizado?
NÃO
Inferências
Atuação de
Máquinas
Base de Regras
Banco de
Dados
Inferência
Editor de
Regras
Rejeição de
Carga
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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 sistema
Se 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
possui
B. Operação
B. Transferência
Proteção Linha
se conecta
Chave Seletora
de Barra - P
Chave Seletora
de Barra -T
DJ Linha
CS Isoladora
DJ - Linha
Nó da Linha
Chave 43T
Normal
Intermitente
Transferida
DJ Interligação
Chave Seletora
de Barra - P
Chave By-Pass
Linha
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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 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;
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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) 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
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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
pertence a
Linha
pertence a
Proteção
pertence a
atua no
Disjuntor
pertence a
Transmissor
Receptor
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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
– Abrir DJ
Diagnóstico:
– Falha > 80% da linha
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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.
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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
31
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“
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