Matrizes de Dependências Aplicadas ao Controle de Disponibilidade em Cascatas de Usinas Hidrelétricas

Abstract

 Na atualidade, o crescimento da economia e da população mundial está diretamente relacionado ao consumo de energia, elemento que contribuiu a fazer dos sistemas de geração e transmissão de energia uns dos mais complexos setores industriais. No Brasil, o setor energético foi decisivo no desenvolvimento econômico alcançado nos últimos anos, liderado basicamente pelas usinas de geração hidroelétrica, que representam um 75,2% da geração total de energia elétrica do pais [1]. A geração hidrelétrica destaca-se pelo baixo custo e impactos ambientais consideravelmente inferiores a outras formas de produção. Em detrimento, estes sistemas são caraterizados pela constante degradação dos seus componentes produto do regime adverso de trabalho, e devem ser rigorosamente monitorados por operadores e analistas de manutenção, tentando minimizar a ocorrência de falhas que provoquem interrupções no serviço. Visando apoiar o trabalho de operação e manutenção, tem sido desenvolvidas na indústria várias metodologias e modelos de simulação que avaliam a disponibilidade e confiabilidade de sistemas [5], [6]. Estas metodologias têm sido aplicadas de acordo a normativas, tais como, Manutenção Orientada por Confiabilidade [7], e Gerenciamento de Ativos Físicos [2]. Neste trabalho é apresentado um método qualitativo baseado no uso de matrizes de dependências e técnicas de varredura para avaliar a disponibilidade de sistemas hidrelétricos de geração.  O Método de Matrizes de Dependências (MMD) [3] classifica hierarquicamente os componentes do sistema objeto de estudo, os equipamentos mais simples são Componentes de Baixo Nível (CBN), e os elementos que representam sistemas e subsistemas são Componentes de Alto Nível (CAN).  Em seguida, a estrutura do sistema e suas relações funcionais são mapeadas em uma matriz de dependências, e partindo de um vetor de elementos indisponíveis é possível executar um algoritmo baseado em heurísticas que computa a disponibilidade do sistema global.  O algoritmo de varredura contempla duas etapas, a propagação das dependências diretas e a propagação das dependências indiretas ou aninhadas.  A disponibilidade do sistema é oferecida segundo uma escala qualitativa, baseada em cores, que inclui os estados disponíveis, degradado, muito degradado e falhado. A propagação de estados indisponíveis considera a existência de redundância de componentes em sistemas com alto risco, daí que no caso de existir dois componentes redundantes, e um deles estiver “indisponível”, o estado propagado ao subsistema vai ser “degradado”. Outra caraterística do método é a quantização dos elementos redundantes presentes em um subsistema, critério geralmente preestabelecido pelos analistas de risco, e que possibilita estabelecer um grau de maior precisão no nível de degradação que pode atingir um subsistema [...]