Avaliação de Confiabilidade de Sistemas de Energia Elétrica para Plataformas Petrolíferas
As plataformas petrolíferas compreendem sistemas e equipamentos de produção, transferência e armazenamento de petróleo. Podem ser divididas em plataformas ‘onshore’ e ‘offshore’ quando localizadas em terra e mar, respectivamente. No Brasil, a maior parte da produção e das reservas de óleo e gás estão localizadas no mar, muitas vezes afastadas da costa, em plataformas, e em grandes profundidades. Nessas plataformas, evidencia-se uma elevada preocupação com a segurança e confiabilidade dos sistemas elétricos. De fato, sistemas de geração e distribuição de energia em plataformas de produção de petróleo são considerados como críticos e fulcrais, por serem essenciais à operação da plataforma. Por conseguinte, elevados níveis de redundância e confiabilidade são requeridos, sendo que falhas nesses sistemas podem acarretatar consequências catrastóficas para a plataforma e o meio externo.
Os elevados requerimentos de segurança e confiabilidade nos processos em plataformas sugerem a necessidade de avaliações integradas de adequação e segurança do fornecimento, tópico não explorado no estado da arte nesse ramo de aplicação. Dessa forma, este projeto apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação de confiabilidade de sistemas elétricos em plataformas petrolíferas, integrando aspectos de adequação e segurança do fornecimento.
Para tanto, propõe-se o desenvolvimento de um modelo de simulação discreta contínua combinada para emular sequências de estados operativos cronologicamente conectados com o fim de estimar indicadores de confiabilidade. Primeiramente,procede-se com o levantamento e caracterização de modos de falha em plataformas petrolíferas, caracterizando também as consequências dessas falhas. Posteriormente, desenvolvem-se mecanismos de amostragem cronológica de estados de operação frente aos modelos de modos de falha de cada componente, juntamente com modelos de avaliação de estados incluindo análises de fluxo de potência trifásico, curto-circuito e transitórios.
Todos esses modelos são integrados em um modelo maior de simulação desenvolvido para a estimação de indicadores de confiabilidade, o qual será aplicado a uma planta de plataforma petrolífera brasileira.
Entidades Envolvidas
 | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | Brasil |
 | INESC P&D Brasil | Brasil |
Reliability Evaluation of Offshore Oil Platform Power Systems
Oil Platforms are composed by systems and devices responsible for the production, transport and storage of oil. These platforms can be located at land (onshore) or at sea (offshore). In Brazil, most of oil production and reserves are located offshore, most of them far from the coast, in platforms, and at large depths. In these platforms, oil processes depend considerably on their electrical systems, such that large attention is devoted to the reliability and security of these systems. Electrical failures might cause severe consequences to the platforms and the external environment, leading to the necessity of high levels of reliability and redundancy.
The high levels of security and reliability needed in platform processes lead to the necessity of integrated assessments of adequacy and security of supply, a research topic not yet explored in the state-of-the-art of this field of application. Therefore, this project proposes the development of models for the integrated assessment of adequacy and security aspects of oil platform power systems.
In order to accomplish this, a discrete-continuous combined simulation model is proposed for the emulation of time-sequential operation states aiming to estimate the reliability indices. First, the characterization of the failure modes in platforms is made in order to portray possible failures and their consequences. Afterwards, these failure modes are applied to the creation of sampling mechanisms of operation states, which might be assessed using three-phase power flow, short-circuit and transient evaluations.
All these models are embedded in a whole simulation model developed for the estimation of reliability indices. Finally, the whole simulation model is applied in the reliability assessment of a Brazilian oil platform power system.
Entities Involved
| Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | Brasil |
| | INESC P&D Brasil | Brasil |
Evaluación de la Confiabilidad de Sistemas Eléctricos de Potencia para Plataformas Petrolíferas
Las plataformas petrolíferas comprenden sistemas y equipos de producción, transferencia y almacenamiento de petróleo. Se pueden dividir plataformas ‘onshore’ e ‘offshore’, cuando se encuentran en la tierra y el mar, respectivamente. En Brasil, la mayor parte de la producción y las reservas de petróleo y gas se encuentran en alta mar, a menudo lejos de la orilla, en las plataformas y a grandes profundidades. En estas plataformas, es evidente una alta preocupación por la seguridad y la fiabilidad de los sistemas eléctricos. De hecho, los sistemas de generación y distribución de energía en plataformas de producción de petróleo se consideran críticos y claves debido a que son esenciales para el funcionamiento de la plataforma. Por lo tanto, se requieren altos niveles de redundancia y fiabilidad, y los fallos en tales sistemas pueden acarrear consecuencias catastróficas para la plataforma y el ambiente externo.
Los altos requerimientos de seguridad y fiabilidad en los procesos en plataformas sugieren la necesidad de evaluaciones integradas de adecuación y seguridad de abastecimiento, tema no explorado en el estado de la técnica en este campo de aplicación. Por lo tanto, este proyecto presenta el desarrollo de una metodología de evaluación de la confiabilidad de los sistemas eléctricos en plataformas petrolíferas, integrando aspectos como adecuación y seguridad de abastecimiento.
Para ello, se propone el desarrollo de un modelo de simulación discreta continua combinado para emular secuencias de estados de funcionamiento cronológicamente conectados con el fin de estimar los indicadores de confiabilidad. En primer lugar, se procede al estudio y caracterización de los modos de fallo en plataformas petrolíferas, caracterizando también las consecuencias de estas fallas. Más adelante, se desarrollarán mecanismos de muestreo cronológico de los estados de operación relativos a los modelos de modos de fallo de cada componente, junto con modelos de valoración de estados, incluyendo el análisis de flujo de potencia trifásico, cortocircuitos y transitorios.
Todos estos modelos están integrados en un modelo de simulación más grande desarrollado para la estimación de indicadores de fiabilidad, que se aplicará a una plataforma petrolífera brasileña.
Entidades Asociadas
| Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | Brasil |
| | INESC P&D Brasil | Brasil |
