SAGE-PDC – Aumentando a observabilidade do sistema elétrico brasileiro
Na plataforma SAGE estão disponíveis diversos protocolos para atender aos requisitos de supervisão e controle dos sistemas elétricos de potência. Dentre estes está inclusa a implementação da norma IEEE C37.118 que, associada a uma infraestrutura de armazenamento, repasse e acesso aos dados coletados de unidades de medição sincrofasoriais (PMUs), permite o uso local ou remoto das informações obtidas e a progressiva evolução do sistema para suportar as funções de um concentrador de dados sincrofasoriais (PDC).
O SAGE-PDC faz uso da infraestrutura de comunicação, base de dados e interfaces do SAGE e do SAGE-EMS. Sobre esta base, o sistema executa as funções de coleta e repasse de dados recebidos de PMUS na taxa original (até 120 fasores por segundo). Sua eficiente implementação permite o repasse desta alta taxa de informações sem incluir atrasos significativos atendendo às especificações dos agentes operadores como os procedimentos de rede do ONS.
A arquitetura que torna possível a utilização do SAGE como concentrador de dados sincrofasoriais permite a sua inclusão nas estruturas das empresas, usufruindo, portanto, de configurações já estabelecidas. Por exemplo, um SAGE-PDC pode atuar simultaneamente como PDC e SCADA através da simples configuração de processos e conexões de dados de um SAGE-SCADA existente. A função de repasse das mensagens, por outro lado, possibilita que sistemas externos se conectem ao SAGE e recebam, com latência desprezível, as informações provenientes das unidades de medição disponíveis ou de outros concentradores.
A Figura 1 ilustra os módulos componentes do SAGE-PDC:
Figura 1 – Arquitetura e funcionalidades básicas do SAGE-PDC
A Figura 2 apresenta exemplo de uma interface do SAGE que exibe uma tela com alarmes e fasores recebidos pelo SAGE PDC.
Figura 2 – SAGE-PDC em operação na Chesf
A forte presença do SAGE em todos os níveis hierárquicos da estrutura de supervisão e controle do Sistema Interligado Nacional, desde subestações até centros de controle regionais e sistêmicos, impôs o desenho de uma arquitetura que suportasse aplicações em todos estes níveis. Assim, para atendimento dos requisitos tanto de aplicações locais, quanto das localizadas em centros de controle, foram incorporadas as seguintes funcionalidades:
O SAGE-PDC inclui duas interfaces gráficas para a consulta de dados sincrofasoriais. O SAGE-PDC Explorer, ilustrado na Figura 3, é um aplicativo disponível para Windows que permite consultar aos dados em tempo real e os dados armazenados nos arquivos históricos. Inclui facilidades para a escolha dos canais e para a visualização sincronizada de múltiplas curvas.
Figura 3 – SAGE-PDC Explorer
A visualização pode ser feita também em ambiente WEB, utilizando-se ferramenta de mercado para “dashboards” como o Grafana, conforme exemplificado na Figura 4. As medições são escolhidas por equipamento monitorado e os dados podem ser exibidos tanto em tempo real quanto em pesquisa histórica. Neste exemplo, os dados do SAGE-PDC estão armazenados em base de dados temporal e correlacionados com os dados SCADA e EMS.
Figura 4 – Dashboard com dados sincrofasoriais em base de dados SAGE a partir do Grafana
A Figura 5 exibe funcionalidades incorporadas ao SAGE-PDC no intuito de agregar facilidades de exploração e acesso aos dados sincrofasoriais e o desenvolvimento de aplicações que explorem a maior resolução de dados que a plataforma proporciona. Destacam-se os seguintes módulos:
Figura 5 – Funcionalidades estendidas do SAGE-PDC
O SAGE-PDC dispõe de um recurso que permite a consulta aos dados em tempo real e históricos, utilizando-se a linguagem SQL e o armazenamento em banco de dados otimizado para séries temporais. Utiliza-se o banco de dados “PostgreSQL”, compatível com a base histórica do SAGE, com a extensão “TimescaleDB” e tabelas específicas para armazenagem dos dados na taxa original.
Uma característica importante dessa funcionalidade é a modelagem dos dados de medição sincrofasorial integrada aos relacionamentos da base histórica SAGE SCADA e à topologia do sistema elétrico do SAGE-EMS, através da agregação dos dados por equipamento/barramento/PMU.
São diversas as vantagens dessa solução, destacando-se:
O SAGE PDC é um produto em evolução e vem recebendo atualizações e desenvolvimentos de novos recursos. É uma plataforma projetada não só para a coleta, armazenamento, repasse e exploração de dados sincrofasoriais, mas também para a inclusão de aplicações específicas que se beneficiam dos dados em taxas típicas de um valor a cada ciclo de 60Hz. NO seu plano de evolução, estão previstas aplicações de análise tanto pós-eventos quanto em tempo real, tais como:
