Elipse Software

Necessidade

A Jirau Energia é uma Sociedade de Propósito Específico (SPE), cujos acionistas são as empresas ENGIE Brasil S.A., Axia Energia S.A. e Mizha Participações S.A., subsidiária da Mitsui & Co., Ltd. Por meio do Leilão nº 005/2008, promovido pelo Governo Federal em maio de 2008, a empresa obteve a outorga de concessão de uso de bem público para implementar a Usina Hidrelétrica Jirau, no rio Madeira, em Porto Velho (RO), com prazo de exploração de 35 anos.

Usina Hidrelétrica Jirau

Em operação desde setembro de 2013, a UHE Jirau gera até 3.750 MW de energia, o que representa 3,7% de toda a energia hidrelétrica do Brasil, sendo a 4ª maior usina em capacidade instalada do país. Com um reservatório fio de água e 50 turbinas tipo bulbo, é também uma das maiores do mundo em quantidade de turbinas, desempenhando um papel crucial no fornecimento de energia elétrica e renovável a mais de 40 milhões de brasileiros.

Para proporcionar maior confiabilidade, segurança e eficiência operacional ao controle de sua usina, a Jirau Energia decidiu utilizar o Elipse Power. Desenvolvido pela Elipse Software, líder nacional em soluções para o gerenciamento remoto e em tempo real de processos, o software é compatível com qualquer versão do Windows, tendo suporte rápido e acessível. Assim, sempre que a Microsoft lançar uma nova versão corrigindo vulnerabilidades e bugs, as estações poderão ser atualizadas sem problemas.

Com uma navegação bastante intuitiva entre suas telas, o Elipse Power contribuiu para que a Jirau Energia pudesse acessar mais rapidamente as informações sobre sua usina. A fim de prover uma leitura mais clara e assertiva às equipes de operação e manutenção, o software dispõe de uma interface moderna, através da qual os dados são exibidos de forma visualmente mais organizada.

Outro fator que contribuiu muito para a escolha do Elipse Power foi sua capacidade de gerar instantaneamente gráficos mediante sua integração com outras duas plataformas da Elipse: o Elipse Plant Manager e o Elipse TrendExplorer. Além disso, interage com inúmeros drivers, 108 nesta aplicação, o que facilitou sua implementação na usina por parte da Automa Power & Utilities S.A., empresa especializada no desenvolvimento e instalação de soluções digitais para transformar o futuro da energia.

Solução

O sistema de automação da UHE Jirau é controlado via sala de controle e duas salas locais, situadas nas casas de força das margens esquerda e direita da planta respectivamente. As salas locais atuam como uma aplicação Hot Standby entre si, sendo que a da margem direta é a aplicação HOT e a da esquerda é o STANDBY, enquanto a sala de controle possui uma aplicação instalada em cluster de alta disponibilidade. As aplicações são idênticas e se conectam diretamente com os AKs e relés de proteção via os drivers IEC60870-104 e IEC61850, além do SNMP para monitorar as redes.

VideoWall da Sala de Controle

A filosofia adotada para desenvolver as telas da aplicação foi a “high performance”, que usa tons cinza, para que as anormalidades em vermelho sejam mais rapidamente identificadas. Assim, as cores chamam a atenção para o que realmente importa. Nos unifilares, utilizou-se o padrão de cor branca como desenergizado e cinza escuro como energizado, a fim de que os operadores consigam visualizar com mais agilidade os trechos com tensão elétrica, facilitando, também, a visualização do estado do sistema e das manobras em andamento.

Para otimizar o controle e não poluir demais as telas com muitas informações, devido à grandiosidade da usina, o Elipse Power permite controlar cada uma das suas 50 unidades geradoras (UGs) isoladamente. Na parte central da tela de controle de cada UG, é exibido o seu unifilar elétrico, no qual é possível visualizar suas potências e de suas UGs vizinhas, assim como a ligação delas com os disjuntores, transformadores e subestação. Os reguladores de tensão e velocidade também podem ser controlados na parte central da tela da UG.

Controle da UG 48 da usina

Logo abaixo, o Elipse Power permite monitorar o nível de água junto à turbina da UG e o delta, ou seja, a perda de carga decorrente do acúmulo de detritos na sua grade protetora. A vazão turbinada também pode ser monitorada nesta parte da tela. Na parte esquerda da tela, o software exibe os auxiliares mecânicos e subsistemas utilizados para acionar a UG, seguindo a sua ordem de partida para facilitar a visão dos automatismos.

Na parte direita, o Elipse Power permite ainda monitorar as temperaturas nos mancais e estator, evitando que superaqueçam. Também supervisiona as bielas e sistemas de frenagem e vedação do eixo da turbina, regulando a vazão da água neste local. Além disso, o software disponibiliza uma tela para controle do vertedouro. Através dela, é possível abrir e fechar as 18 comportas da planta de forma manual, por medidas de setpoint ou via o modo de controle conjunto, que permite colocar um mesmo valor de abertura para mais de uma comporta.

Na mesma tela, o Elipse Power permite monitorar as pressões das bombas e filtros das centrais hidráulicas, uma para cada duas comportas. Através das pressões geradas pelas bombas, o sistema hidráulico consegue abrir e fechar as comportas. O software possibilita ainda monitorar os níveis montante, jusante e de queda de água. Além disso, as telas contam com rodapés personalizados, indicando os alarmes associados à unidade geradora, serviços auxiliares ou subestação.

Controle do vertedouro

Em outra tela, o Elipse Power apresenta o unifilar elétrico da subestação, no qual é possível monitorar quais UGs da usina estão em teste, manutenção e disponíveis, além das tensões nos barramentos e linhas. Permite também verificar a energia que está sendo gerada pela planta no total e por suas UGs situadas em suas margens direita e esquerda, mostrando, inclusive, quantas estão sincronizadas. Por fim, exibe a capacidade máxima de geração para cada UG (75 MW) e a energia que poderia ser gerada a mais pela usina em relação a que está sendo gerada no momento (reserva girante).

Controle do unifilar elétrico da subestação

Na tela de histórico, o Elipse Power exibe os detalhes referentes aos alarmes e eventos assinalados na usina, com a possibilidade de filtrar a pesquisa por período, equipamento, entre outros pontos escolhidos pelo operador. Para informar a severidade dos alarmes, o software utiliza a seguinte legenda de cores: vermelho = alta; amarelo = média e azul = baixa, com uma tela exclusiva de alarmes com subdivisões por prioridade, destacando as falhas que requerem atuação mais imediata. Os textos em cinza são relativos aos eventos.

Histórico de alarmes e eventos

A aplicação também permite exportar e imprimir os históricos em PDF ou CSV, sendo possível, inclusive, enviar mensagens à equipe de desenvolvimento para sugerir novas ideias, críticas ou melhorias. Para reforçar e agilizar a inspeção de ocorrências na usina, os alarmes atuados são exibidos com textos curtos e assertivos, do mais ao menos atual, no rodapé das telas do Elipse Power. Ao lado esquerdo dos alarmes, há um outro box com botões de acesso a cada UG e demais setores da planta monitorados. Através deles, o operador pode abrir a tela para controlar o setor ou máquina desejada.

Caso seja verificado um alarme em outra área da usina diferente da que está sendo monitorada, o botão de acesso a esta outra área aparecerá no rodapé, destacado na cor alusiva à severidade do alarme e com as iniciais do setor. Assim, o operador poderá acessar mais rapidamente a tela para resolver logo o problema. Vale salientar que foram utilizados templates do Elipse Power para padronizar os dados referentes a todos alarmes e eventos, de forma a exibi-los com a mesma identidade visual.

Botão azul no rodapé da tela de controle da UG48, indicando a presença de um alarme de baixa severidade na UG25

Por fim, uma integração entre o Elipse Power e o Microsoft Teams foi desenvolvida na aplicação, disponibilizando os 30 sinais de alarme que mais variaram nas últimas 24 horas. Com isso, a manutenção consegue identificar rapidamente falhas físicas (sensores) e lógicas via Teams mesmo distante da usina.

Benefícios

Para Fabio Hugo Souza Matos, Coordenador da Operação Tempo Real da Jirau Energia, a implementação de uma solução mais moderna de supervisão e controle contribuiu para o bem-estar da equipe, reduzindo impactos na rotina operacional. Isso por proporcionar maior agilidade na coleta, processamento e análise de dados. Segundo ele, o Elipse Power elevou a operação a um novo patamar de excelência, aprimorando os fluxos de trabalho e permitindo a implementação de lógicas mais versáteis e alinhadas às demandas específicas da usina.

“Esse ganho de performance se reflete diretamente na qualidade da resposta ao ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico). A precisão no retorno das informações e rapidez na execução de comandos garantem uma tratativa mais segura e eficiente, mitigando riscos operacionais e reforçando a confiabilidade para o Sistema Interligado Nacional (SIN)”, afirmou o coordenador.

Confira abaixo os principais ganhos obtidos pela Jirau Energia com o Elipse Power:

1. Eficiência Operacional:

1. • Baseada em templates, a arquitetura da aplicação permitiu padronizar as telas das 50 Unidades Geradoras, garantindo que a mesma identidade visual fosse aplicada a todos os sistemas.
   • Possibilidade de visualizar o todo com muito mais agilidade, condensando o equivalente a 16 telas em apenas uma. Isso permitiu consolidar as informações, reduzindo a necessidade de navegação excessiva.

1. HMI de Alta Performance:

1. • Adoção da filosofia High Performance HMI, utilizando tons de cinza para que qualquer anormalidade em vermelho seja identificada instantaneamente.
   • Redução drástica da fadiga visual e maior assertividade na tomada de decisões em situações de estresse.

1. Performance Analítica:

1. • Através da integração com o Elipse Plant Manager, a geração de gráficos de tendência se tornou instantânea, agilizando a busca e análise de informações.

1. Agilidade em Contingências:

1. • A transição entre os ambientes de operação (sala de controle e locais) se tornou muito mais rápida e assertiva.
   • Diferente da dinâmica anterior, que era segregada, o novo sistema provê uma resposta fluida e segura em momentos de alta complexidade operacional, sendo possível controlar a usina via qualquer sala da operação.

1. Cibersegurança:

1. • Migração para uma infraestrutura moderna (Windows Server 2022), garantindo maior proteção contra vulnerabilidades e suporte contínuo do fabricante.
   • Uso de um banco de dados mais robusto, aumentando a confiabilidade sistêmica e segurança cibernética da planta.