O documento aborda a modernização do sistema de operação e controle da CPFL, destacando a implantação de um software que permite a simulação em tempo real e análise de redes elétricas. O aplicativo Metr otimiza o treinamento e a operação, permitindo que os operadores realizem manobras e simulações rapidamente, contribuindo para a segurança e eficiência do sistema. A ferramenta tem ganho significativa aceitação e é fundamental para a formação contínua dos operadores na CPFL.

1. TEMA GERAL B:
MODERNIZAÇÃO DE RECURSOS APLICADOS À OPERAÇÃO
MÓDULO DE ESTUDOS E TREINAMENTO EM TEMPO REAL
FREIRE, L. M.*; ZAGARI, E. N. F.; RODRIGUES, L. F. G.;
MOKARZEL JR., F. e CALIXTO, R.
CPFL – Companhia Paulista de Força e Luz
RESUMO 1.0 - INTRODUÇÃO
Este trabalho apresenta o programa A CPFL vem trabalhando há cinco
computacional implantado junto ao centro de anos na implantação das funções de análise de
operação e controle da CPFL para a redes em seu centro de operação e controle do
realização de simulações na rede elétrica. O sistema elétrico – COS (8). Além das funções
software trabalha com dados de tempo real clássicas de estimação de estado, fluxo de
sendo acionado através do próprio console de potência on-line e análise de segurança em
operação utilizado no dia-a-dia pelo operador. tempo real, o pacote de aplicativos de análise
Destaca-se as potencialidades do aplicativo, o de redes da CPFL inclui a função de Módulo
impacto de sua implantação trazendo grande de Estudos em Tempo Real - METR. Este
agilidade e flexibilidade na programação e trabalho descreve todo o ambiente envolvido
realização de manobras no sistema elétrico e na execução de estudos utilizando o METR,
ainda, sua utilização como ferramenta de destacando suas potencialidades e o impacto
treinamento de despachantes. no ambiente de operação advindos com a sua
implantação no COS da CPFL.
PALAVRAS-CHAVE O METR é utilizado tanto pelas
áreas de estudos de curto prazo quanto pelas
Simulador, Centro de Operação e Controle, áreas de controle da operação, sendo
Funções de Análise de Redes. inegáveis os ganhos trazidos para esta última,
*Rod. Campinas Mogi-Mirim, km 2,5, no 1755, Jardim Santana - Campinas - SP – CEP: 13088-900
Tel.: (019) 756-8446/756-8323 - Fax: (019) 756-8779 - e-mail: lfreire@cpfl.com.br

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pois o operador (despachante) pode verificar, na menor prioridade, é executado somente com a
fase de programação e instantes antes de realizar intervenção do operador e de forma off-line,
uma manobra, quais os efeitos que ela provoca no onde modificações especiais no posto de
sistema elétrico. Na realização dos estudos é operação se fazem necessárias.
permitida a simulação de abertura/fechamento de
linhas, transformadores e shunts de barra e
alterações de carga/geração das barras, o que
cobre a grande maioria dos tipos de manobras
realizadas no COS. Dispondo dessa ferramenta, o
ambiente de operação exige cada vez mais a
presença do engenheiro de operação e mudanças
no perfil dos operadores, com a possibilidade de
num futuro próximo os estudos de curto prazo
serem realizados diretamente nos centros de
operação.
Uma importante característica desse
aplicativo é a sua simplicidade e facilidade de
utilização, tanto na preparação do caso base de
tempo real e na escolha da(s) contingência(s) a
ser(em) simulada(s), quanto na execução e
apresentação dos resultados, sendo que o
operador não precisa mudar de ambiente
computacional para realizá-los.
O aplicativo METR é também utilizado
para treinamento de operadores, sendo realizado
na forma de auto-treinamento ou treinamento
dirigido. Em qualquer uma dessas opções, o
METR proporciona o aprimoramento dos FIGURA 1 - Aplicativos FAR
operadores, dando-lhes a oportunidade de
aumento contínuo na sua sensibilidade com
relação ao sistema elétrico onde atua. Cabe 3.0 - PREPARAÇÃO DO CASO BASE
ressaltar a grande utilidade dessa ferramenta face DE TEMPO REAL
a renovação do quadro de operadores acelerando
o processo de aprendizado. Um dos maiores desafios na consolidação
das chamadas Funções de Análise de Redes, FAR
é a geração de um modelo em tempo real da rede
2.0 - AMBIENTE DE TEMPO REAL de interesse (caso base de tempo real) que seja
consistente e reflita com exatidão a situação
Os aplicativos FAR implantados na CPFL operativa do sistema elétrico para um
são: Configurador, Estimador, Fluxo de Potência, determinado instante (1) (3). Os resultados do
Análise de Segurança e Módulo de Estudos (5). Módulo de Estudos, assim como do Fluxo de
Eles são controlados por um Escalonador que Potência On-Line e Análise de Segurança, serão
concede o uso do processador aos aplicativos de tão mais precisos quanto mais exata for a
acordo com a prioridade de cada um, conforme representação da rede de interesse.
mostrado na Figura 1. Com exceção do Módulo
de Estudos, os aplicativos são executados Define-se aqui rede elétrica de interesse
ciclicamente de forma on-line sendo que o Fluxo como sendo a rede elétrica da própria
de Potência e a Análise de Segurança podem concessionária (rede interna) e parte da rede das
também ser executados por solicitação do concessionárias vizinhas (rede externa). A razão
operador. Já o Módulo de Estudos, aplicativo de de se agregar parte da rede externa à rede de
interesse é representar as influências externas

3. 3
quando da ocorrência (ou simulação) de dia-a-dia utilizando o seu próprio console de
contingências na rede interna. operação, onde os resultados são mostrados nas
telas habituais de operação do sistema.
No caso da CPFL, a rede elétrica de
interesse é modelada como mostrado na Figura 2. O posto de operação (PO) é constituído
As partes observáveis da rede são modeladas por dois monitores. Ao selecionar no Menu
através de dados telemedidos e do estimador de Principal, Figura 3, a opção “Entrar no Modo de
estado e as partes não observáveis através de Estudos” é gerado um caso base de tempo real e
dados estatísticos (6) e equivalentes externos (2). suas informações (fluxos nas linhas, tensões e
potência líquida nas barras) são exteriorizadas em
um dos monitores. No outro monitor, o operador
tem acesso normal às informações de tempo real,
não ficando alheio ao que se passa no sistema
enquanto realiza o estudo.
FUNÇÕES DE ANÁLISE DE REDES
** ENTRAR NO MODO DE ESTUDOS
** MEDIDAS COM ERROS GROSSEIROS
** RESULTADOS DA ANÁLISE DE SEGURANÇA
** RESULTADOS DO MODO DE ESTUDOS
** ENTRAR EM MODO DE TCSP
FIGURA 2 – Modelagem da Rede de Interesse ** RESULTADOS DA TCSP
EXECUTAR: ÚLTIMA EXECUÇÃO
Uma vez modeladas as redes
** FLUXO DE POTÊNCIA dd/mm/aa hh:mm:ss
interna e externa (Figura 1), ** ANÁLISE DE SEGURANÇA dd/mm/aa hh:mm:ss
tomando-se certos cuidados, ** ESTUDO dd/mm/aa hh:mm:ss
** TCSP dd/mm/aa hh:mm:ss
combina-se os resultados do
equivalente e do estimador
gerando-se finalmente um modelo FIGURA 3 – Menu Principal
completo da rede de interesse: o
caso base de tempo real.
O operador pode simular manobras do seu
Na CPFL, no modo de tempo real, a cada dia-a-dia tais como:
minuto é gerado um caso base utilizando esse
procedimento que acabamos de descrever. • abrir/fechar linha;
Quando há uma solicitação de estudo, o caso base • desligar/ligar linha;
do METR é gerado através do mesmo • chavear banco de capacitores;
procedimento. • seccionar barramento;
• transferência de circuito sem pisca com
fechamento e abertura de anel através
4.0 - O POSTO DE OPERAÇÃO E OS de seccionadores;
ESTUDOS EM TEMPO REAL • e ainda pode alterar o valor de carga ou
geração na barra simulando
Uma grande vantagem do METR é a transferência/corte de carga ou
facilidade que o operador encontra para realizar redespacho de geração.
um estudo. O estudo é realizado no próprio posto
de operação não necessitando de mudança de Além dos resultados das simulações
ambiente de trabalho. Na escolha da mostrados de forma gráfica nas telas que
contingência, que pode ser simples ou múltipla e representam os unifilares do sistema, o operador
de natureza diversa, tudo se passa como se ele tem ainda à sua disposição:
estivesse realizando uma manobra do seu

4. 4
• listas de violações de limites de tensão economia de tempo despendido em simulações,
nas barras e carregamento nas linhas de mas principalmente uma valiosa redução de
transmissão/transformadores, riscos operativos nas manobras de transferências
• o grau de severidade da contingência e sem pisca.
• um relatório das atuações dos
elementos de controle (banco de
capacitores, LTC e geradores). 5.0 - COMENTÁRIOS FINAIS
Para a realização de um estudo o Dentre as dificuldades encontradas na fase
operador, de forma prática, fácil e rápida, executa de implementação destacam-se a modelagem da
os seguintes passos (7): rede interna, face a escassez de telemedições, e a
combinação dela com o equivalente externo. Tais
1. seleciona o PO para modo de estudos dificuldades sinalizam a necessidade de
(um caso base de tempo real é gerado); investimentos em telemedições e na troca de
2. realiza as manobras desejadas; informações entre centros de operação de
3. solicita a execução do estudo; concessionárias vizinhas.
4. analisa os resultados.
A utilização do METR para investigar os
Apesar de ser a tarefa de menor prioridade efeitos de manobras e de contingências no
dentro do sistema de análise de redes em tempo sistema elétrico da CPFL tem trazido
real, o tempo de execução de um estudo no simplificações e diminuição do tempo despendido
METR (passo 3) não ultrapassa 30 segundos, o para a realização de estudos de curto prazo e
que não chega a causar ansiedade ao operador. programação de manobras. Além disto, face à
No entanto, como só lhe é alocado o processador facilidade de utilização, o METR está sendo
quando não há nenhuma outra função de análise empregado com êxito no treinamento de novos
de redes em tempo real em execução, pode-se operadores e atualização do pessoal de
ainda reduzir este tempo a apenas alguns operação.
segundos, bastando, para isso, alocar um
processador exclusivo para a execução do METR. Por ser executado no mesmo ambiente
computacional de operação do COS e devido à
Assim, o METR é utilizado tanto na interface amigável de manuseio, o METR tem
programação e instantes antes da manobra a fim estimulado o operador a utilizá-lo. A prática de
de se verificar os valores da programação, como simulações tem conferido ao operador, não
também em situações de alerta ou emergência, apenas uma melhor compreensão técnica da
onde o operador pode simular várias manobras a engenharia de sistemas de potência, aprimorando
fim de levar o sistema para um estado seguro de seu perfil de análise, mas também uma maior
operação. familiaridade com determinadas partes do sistema
elétrico, especialmente no que diz respeito a
4.1 - Transferência de circuito sem pisca - TCSP solução de problemas e preparação para
emergências.
Dentre as manobras de equipamentos do
sistema elétrico realizadas com a supervisão do Enfim, aliando todos esses benefícios, a
Centro de Controle da CPFL, uma tem especial incorporação do METR ao Centro de Operação
importância: transferência de circuito sem pisca do Sistema da CPFL, ferramenta tão almejada por
com fechamento e abertura de anel através de todos que trabalham com operação e controle em
seccionadores (4). Esta importância se deve à tempo real, tem proporcionado um estimável
relevante freqüência com que essas manobras são aumento da segurança operativa e melhoria na
realizadas devido ao grande número de SE’s em qualidade do fornecimento de energia.
138kV com dupla alimentação existentes na área
de concessão da CPFL. A implementação dos No futuro o METR poderá servir como
estudos de transferência sem pisca no METR base para a implantação de um simulador para
proporcionaram, não apenas uma sensível treinamento de operadores.

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6.0 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Elétricos, 1992, Campinas, SP. Anais ...
Campinas: CPFL, 1992. p. 318-328.
(1) KEN KATO ET AL.. External Network
Modeling - Recent Practical Experience
- A Report Prepared by the External
Network Modeling Task Force, IEEE
Transactions on Power Systems, Vol. 9,
No. 1, Feb 1994.
(2) MONTICELLI, A. J., DECKMANN, S,
GARCIA, A., STOTT, B.. Real-Time
External Equivalents for Static Security
Analysis. IEEE Transactions on Power
Apparatus and Systems, PAS-98, pp.
498-508, New York 1979.
(3) MONTICELLI, A. J., FELIX, F. W.. A
Method that Combines Internal State
Estimation and External Network
Modeling. IEEE Transactions on Power
Apparatus and Systems, PAS-104, No. 1,
pp. 91-99, Jan 1985.
(4) IEEE COMMITTEE REPORT. Results of
Survey on Interrupting Ability of Air
Break Switches. IEEE Transactions on
Power Apparatus and Systems, Vol.
PAS-85, No. 9, pp. 1008-1020, Sep
1966.
(5) CONVÊNIO DE COOPERAÇÃO ENTRE
CPFL/UNICAMP. Relatórios 02, 03 e
04 do Aditivo 03, Relatórios 02 e 04 do
Aditivo 06 e Relatórios 01 e 02 do
Aditivo 07 sobre Funções de Análise de
Redes, Campinas, 1990-1997.
(6) ZAGARI, E. N. F., FREIRE, M. L.,
Modelagem de Ilhas Não Observáveis na
Análise em Tempo Real. Relatório
CPFL/OSE, Campinas Junho/96.
(7) FREIRE, M. L. e ZAGARI, E. N. F.. Manual
Do Usuário FAR., CPFL, Campinas
Novembro/97.
(8) FREIRE, L. M.; GARCIA, A. V.;
MONTICELLI, A. J.. Modernização
Incremental do Centro de Operação do
Sistema da CPFL. In: 1o SIMPASE -
Simpósio de Automação de Sistemas