Sistema de monitoramento on-line das instalações

Um Sistema Supervisório Unificado de Energia Elétrica está em desenvolvimento na USP e permitirá o monitoramento on-line das instalações elétricas dos edifícios.

Veja o edifícios que já estão sendo monitorados, através do INFORME MENSAL DE ENERGIA ELÉTRICA.

O sistema basicamente funciona por meio da coleta, análise e a monitoração de dados de consumo de energia elétrica em tempo real pelo software supervisório, que trata essas informações e as apresenta, numérica e graficamente, na forma de grandezas energéticas que caracterizam o uso da energia elétrica das instalações.

As grandezas básicas monitoradas por um sistema deste tipo são:

– Demandas Ativa, Reativa e Aparente, armazenando os valores máximos ocorridos;
– Energias Ativa, Reativa e Aparente;
– Fator de Potência, armazenando sua natureza capacitiva ou indutiva bem como valores mínimos ocorridos;
– Tensões de linha e de fase; e
– Correntes.

A figura 1 ilustra um relatório típico deste sistema.

Figura 1 – Relatório da Curva de Carga Diária de uma instalação

 

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

O sistema supervisório em desenvolvimento utiliza como base a plataforma Elipse SCADA, ferramenta amplamente utilizada para o gerenciamento de processos na indústria e se apresenta como um dos produtos que se destaca no mercado por seu desempenho e flexibilidade. Esta flexibilidade permite, em tese, a integração de qualquer tipo de medidor de energia ou equipamento de medição que utiliza protocolos de comunicação padronizados, necessitando o desenvolvimento de drivers de comunicação apenas quando se tratar de equipamento para finalidades muito específicas.

Os meios de comunicação preferenciais que foram projetados para o tráfego das informações no campus da capital são: a Internet, por meio do protocolo de comunicação MODBUS TCP/IP; e uma rede privativa em fibra óptica, utilizando-se o protocolo serial MODBUS RTU.

As telas de supervisão e os relatórios do sistema estão em desenvolvimento e, a princípio, irão atender as necessidades mais urgentes das equipes de gestão e manutenção da USP, porém, sugestões da comunidade e usuários serão bem vindas e, quando viáveis, serão incorporadas ao supervisório nas próximas fases do projeto.

As figuras 2 e 3 ilustram algumas telas do sistema supervisório já desenvolvidas e que estão em funcionamento na sala de monitoramento da Prefeitura do Campus USP da Capital – PUSP-C.

Figura 2 – Tela com o mapa do campus da capital (CUASO) indicando as cabines monitoradas em vermelho

Figura 3 – Tela com informações (grandezas elétricas) dos equipamentos de proteção (relés) instalados nas cabines

TOPOLOGIA DO SISTEMA

O sistema apresenta topologia híbrida de funcionamento, que depende exclusivamente da disponibilidade de infraestrutura existente em cada cabine, ou seja, as informações coletadas pelos equipamentos de medição (medidores de energia) e proteção (relés) instalados nas cabines primárias são coletadas de forma distinta, conforme apresentado a seguir.

Cabines Primárias de Energia Externas aos Edifícios – as informações coletadas dos equipamentos são enviadas ao servidor do sistema através de uma rede de fibra óptica privativa, que foi implantada de forma experimental em 5 cabines primárias. O projeto experimental funcionou adequadamente e, para atender a necessidade de expansão do sistema e consequente modernização da infraestrutura de comunicação do campus, está em processo licitatório na STI, um projeto para executar a implantação desta rede de fibra óptica em todo o campus da capital. A previsão é que até o final de 2016 a rede esteja concluída.

Cabines Primárias de Energia Internas aos Edifícios – as informações coletadas dos equipamentos são enviadas ao servidor do sistema através da rede internet. Para concretizar esta comunicação, ações estão em andamento para viabilizar a implantação dos pontos de rede nestas cabines. A previsão para a conclusão destas ações está prevista para dezembro de 2016.

A título de ilustração, a figura 7 apresenta a topologia de funcionamento do sistema.

Figura 7 – Topologia do Sistema Supervisório em implantação no campus da Capital (CUASO)

Ao término da implantação do sistema na CUASO, prevista para dezembro de 2016, a expectativa é que o mesmo seja expandido para os demais campi da USP. Cabe destacar que todas as informações relativas ao consumo de energia elétrica da Universidade serão unificadas neste sistema e disponibilizadas à comunidade e, portanto, o objetivo é que este sistema se torne uma fonte importante de informações tanto para a área acadêmica da Universidade, subsidiando os pesquisadores/alunos na elaboração de teses de doutorado, dissertações de mestrado e trabalhos de conclusão de cursos de graduação, quanto para a área administrativa, uma vez que subsidiará com informações os tomadores de decisão das equipes responsáveis pela gestão, operação e manutenção das instalações elétricas da Universidade.

Este trabalho é uma parceria estabelecida entre as Unidades e as equipes da Prefeitura do Campus USP da Capital (PUSP-C) e da Superintendência do Espaço Físico da USP, através do PUERHE.

A primeira fase de implantação da infraestrutura do projeto está dividida em duas etapas e prevê a ampliação gradativa do monitoramento destas instalações. O andamento das ações pode ser consultado clicando nos links abaixo.

Cronograma de Implantação Fase 1 – 1a. Etapa

Cronograma de Implantação Fase 2 – 2a. Etapa

 

Caso queira conhecer detalhes sobre o sistema, solicite informações pelo PUERHE Atende, que teremos o prazer em responder.