SAGE – Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia
SAGE em uso nos Centros de Operação da CGT Eletrosul
O SAGE é um sistema SCADA/EMS modular, robusto e escalável, concebido para ser facilmente expandido através da adição de novas funcionalidades. O sistema é baseado em uma infraestrutura computacional distribuída, redundante e de alto desempenho. Esta arquitetura confere grande flexibilidade e escalabilidade ao sistema.
Figura 1 – Arquitetura Conceitual de Software do sistema SAGE
Arquitetura Física
Dependendo dos objetivos da aplicação, a arquitetura da Figura 2 pode ser adaptada para agregar os elementos necessários. Uma das características marcantes do SAGE é o fato de ser flexível e escalável, sendo simples expandir a capacidade do sistema através da adição de novos componentes.
Figura 2 – Arquitetura genérica para o SAGE
Diversas configurações para a disposição destes elementos podem ser concebidas. Para a aplicação em uma subestação, por exemplo, são usados, em geral, apenas dois servidores.
Na Figura 2 são representadas consoles de operação (Windows ou Linux) e servidores SCADA e de comunicação de dados, Análise de Redes, IHM (Interface Homem-Máquina) e Histórico. Esta configuração é apenas ilustrativa, uma vez que estas funções podem ser executadas em qualquer máquina da rede de tempo real. Consoles remotas também podem ter acesso seguro ao ambiente de tempo real.
Figura 3 – SAGE – Alguns elementos da interface gráfica
O SAGE pode replicar toda a base de dados de tempo real (TR) para uma DMZ (“zona desmilitarizada”) que pode ser utilizada, sem sobrecarga do TR, para a execução do EMS em modo de estudos ou das funções de replay. Opcionalmente, pode-se configurar um ambiente de homologação, possivelmente conectado ao TR, para testes de novas bases de dados e telas, atualizações do sistema e desenvolvimentos.
Apesar de possível, não é necessário alocar servidores exclusivamente para as funções de frontend de comunicação, sejam quais forem os protocolos utilizados. No SAGE, todas as funções SCADA e os protocolos são nativos, desenvolvidos pela equipe do Cepel e em execução em milhares de instalações em todo o Brasil. Os principais protocolos são IEC61850, IEC60870-5-101, IEC60870-5-104, IEC60870-6 (ICCP), IEEE1815 (DNP3), IEC62541 (OPC UA), IEEE37118, Modbus e SNMP. Múltiplos protocolos podem operar simultaneamente, seja para aquisição ou distribuição.
Um conjunto de aplicações de Análise de Redes compõem a versão EMS do SAGE. O módulo Configurador da Rede produz a representação do sistema elétrico no modelo de rede elétrica. Já o Estimador de Estados fornece em tempo real uma visão eletricamente coerente da rede, corrigindo erros e falhas de medição. Este conjunto básico do EMS é extremamente robusto e encontra-se em operação em diversas empresas do sistema elétrico brasileiro há anos.
Outras funções de análise podem ser executadas em tempo real ou em modo de estudos, tais como Análise de Contingências, Proposição de Ações Corretiva, Fluxo de Potência Ótimo, Fluxo de Potência do Operador, e Controles Automáticos de Geração e Tensão. Também estão integradas ferramentas de análises dinâmicas, como o ANATEM e o PACDYN. Este ferramental auxilia a análise das reais condições da rede elétrica, aumentando a consciência situacional nas salas de controle
Figura 4 – Curvas de capabilidade de gerador calculadas dinamicamente
Complementam estas funcionalidades o Previsor de carga de curto prazo e um poderoso Simulador de treinamento de operadores (TopSim).
Figura 5 – Simulador de treinamento de operadores – TopSim integrado ao SAGE
O SAGE proporciona suporte nativo a múltiplos bancos de dados (OSISoft PI, Postgresql, TimescaleDB e Oracle) oferecendo segurança contra perda de dados, armazenamento de dados sincrofasoriais, integração com MS Excel e integração com softwares de business intelligence. Com base nestas informações, é possível visualizar dinamicamente situações passadas na mesma IHM do sistema (replay).
Figura 6 – Dados históricos do SAGE em dashboard Grafana
Automação de Manobras
O SAGE oferece funções de automação de manobras que permitem fácil edição e controle de qualquer sequência de operações, auxiliando a automação de procedimentos de recomposição e manobras específicas. As manobras pré-programadas podem ser executadas automaticamente ou apresentadas ao operador para que as acompanhe e as controle passo a passo.
Figura 7 – Painel de controle de execução de manobras
