Estudo sobre a comunicação em sistemas de Subestações Elétricas baseadas na norma IEC 61850

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Resumo

Simular no Omnet++ uma rede de supervisão de Subestações Elétricas baseadas na norma IEC 61850. A simulação permitirá a análise e o estudo do comportamento dessas redes em ambientes reais.

Resumo Estendido

Neste TCC serão simuladas as trocas de mensagens em um sistema de controle e supervisão de uma subestação elétrica. Essas mensagens serão baseadas na norma IEC 61850, sendo assim, será preciso fazer um estudo sobre essa norma.

Antes da norma IEC 61850 já existiam vários sistemas para a troca de mensagens de controle e supervisão em subestações elétricas esses sistemas estavam associados aos SCADAs (Supervisory Control and Data Aquisition), mas esses sistemas possuíam limitações quando se falava em expansão. Era preciso uma grande quantidade de cabos, relés auxiliares, relés de bloqueio, conversores e assim o custo era muito alto dificultando a expansão. Outra desvantagem desses sistemas era a falta de comunicação entre equipamentos de diferentes fabricantes, pois não existia um padrão entre eles, assim um equipamento não conseguia entender o outro.

Para melhorar o cenário existente e acabar com algumas limitações, em 1997 o Comitê Técnico 57 da IEC (International Electrotechnical Commission) e o grupo da UCA (Utility Communications Architecture) se juntaram e começaram a trabalhar na norma IEC 61850. Essa norma teve como objetivo criar um padrão de comunicação entre IEDs (Intelligent Electronic Devices) de diversos fabricantes. Os IEDs são dispositivos eletrônicos inteligentes que fazem a proteção, o controle e a supervisão dos sistemas elétricos. Os IEDs podem trocar mensagens diretamente, agilizando alguns processos que antes precisavam da interação com um servidor.

Para a comunicação dos equipamentos existem os seguintes tipos de mensagem: SMV, GOOSE, GSSE, TimeSync e ACSI. As mensagens SMV ou SV (Sampled Values) carregam amostragens dos sinais de tensão e corrente dos TCs (Transformador de Corrente) e TPs (Transformador de Tensão) e possuem certa prioridade, pois esses sinais precisam ser reconstituídos de maneira rápida e corretos nas estações de supervisão (sistemas SCADAs). As mensagens GOOSE e GSSE são da mesma classe GSE (Generic Substation Event), mas tem uma diferença, enquanto as mensagens GSSE carregam uma estrutura de dados fixa, as mensagens GOOSE transportam estruturas de dados configuráveis. As mensagens TimeSync são mensagens de sincronismo. E por fim as mensagens ACSI são mensagens trocadas entre as aplicações e os Servidores.

Pretendemos observar as mensagens trocadas numa rede de controle e supervisão para subestação elétrica, e para isso utilizaremoso simulador de redes Omnet. O simulador é um programa que permite analisar um ambiente real uma rede de comunicação. Assim poderemos fazer testes de desempenho e observar a troca de mensagens em diferentes cenários. Quanto aos cenários, tentaremos conseguir exemplos de casos reais de gerenciamento de subestações.

Cronograma


CronogramaBruno.jpg

Referências


MOREIRA, Vinícius Machado. Avaliação do desempenho da comunicação de dados baseada na IEC 61850 aplicada a refinarias de petróleo. 2009. f. Monografia - UFPE, Recife, 2009. Disponível em: <http://www2.ee.ufpe.br/instrumentacao/monografias/Vinicius_Moreira_PROMINP_II.pdf>. Acesso em: ago 2011.

ALMEIDA, Ezequiel Mendes de. NORMA IEC 61850 – NOVO PADRÃO EM AUTOMAÇÃO DE SUBESTAÇÕES. 2011. f. Monografia - UFCE, Fortaleza, 2011.

LIANG, Yingyi; CAMPBELL, Roy H.. Understanding and Simulating the IEC 61850 Standard. Ieee Trans. On Power Delivery, Aa, v. 22, n. 3, p.1482-1489, jul. 2007.

COMMUNITY, Omnet++. OMNeT. Disponível em: <http://www.omnetpp.org/>. Acesso em: 2 ago. 2011.