Implementação do Modelo no Matlab/Simulink

Todas as implementação do modelo PI para linhas curtas foram desenvolvidas na ferramenta computacional Matlab/Simulink. Utilizou-se a mesma implementação para simular o modelo com os dados obtidos do trecho AB e do trecho AC. Na Figura 4.12 apresenta-se a implementação do modelo PI encontrado na literatura, o qual não considera a carga da rede.

Figura 4.12: Implementação computacional do modelo PI desconsiderando a carga pre- sente na rede.

Buscando melhores resultados, desenvolveu-se a implementação do modelo com a adi- ção da carga, a qual pode ser observada na Figura 4.13. Embora o modelo PI tradicional represente o sistema de forma satisfatória, o novo modelo com a adição da modelagem da carga se aproxima mais do sistema real, apresentando resultados mais acurados que o anterior. A implementação deste modelo foi desenvolvida somente com dados do trecho AC, pois no primeiro segmento modelado, trecho AB, os dados foram coletados antes da carga.

Figura 4.13: Implementação computacional do modelo PI considerando a carga presente na rede.

O modelo PI é baseado nas características elétricas do sistema de transmissão ou distribuição de energia, podendo ser representado por um circuito equivalente. Assim, visando aproximar-se ainda mais do sistema real, o modelo PI foi implementado novamente considerando o seu circuito equivalente, o qual além de todos os parâmetros do modelo, também considera a carga, assim como uma série de outras características da rede elétrica de distribuição estudada. Na Figura 4.14 é apresentado o diagrama de blocos desenvolvido utilizando o toolbox Simscape [24], que consiste em uma extensão do Simulink com tools para modelar e simular sistemas físicos.

Desta forma, o Simscape permite criar, dentro do ambiente do Simulink, modelos de sistemas físicos [24]. Este toolbox possui o bloco Pi section Line, o qual implementa uma LT monofásica com parâmetros concentrados em seções PI. Para esta simulação, devem ser informados os parâmetros do cabo (resistência, indutância, capacitância e comprimento da linha), a frequência e a tensão nominal da rede, potência ativa, indutância reativa, entre outras informações que proporcionam um melhor resultado à simulação deste sistema.

Capítulo 4. Modelagem Matemática 59

Figura 4.14: Implementação computacional do circuito equivalente ao modelo PI.

4.5 Resumo do Capítulo

Avaliar e prever o comportamento do sistema elétrico, através da modelagem mate- mática, permite descrever o processo de transmissão ou distribuição de energia, a partir de simulações análogas ao sistema real. Ao longo dos anos, a rede elétrica de distribuição sofreu algumas modicações, mas incorporou poucos recursos disponíveis no mercado, principalmente devido aos altos custos de compra e instalação destes materiais. No en- tanto, no contexto energético mundial, a utilização de redes inteligentes vem ganhando destaque, principalmente no que se refere ao uso de geração distribuída a partir de energias renováveis, visando atender à crescente demanda de consumidores. Desta forma, é preciso repensar alguns aspectos do sistema elétrico com o objetivo de aprimorar o processo de transmissão e principalmente de distribuição de energia.

A coleta dos dados experimentais para a modelagem matemática se deu através de analisadores de energia instalados na rede elétrica, obtendo-se um amplo conjunto de dados para cada um dos segmentos estudados, denominados trecho AB e trecho AC. Com os dados do trecho AC, também modelou-se, a partir de um ajuste de curvas, o comportamento da carga, isto é, consumo de energia no trecho e, para o mesmo período, outro grupo de dados foi utilizado para modelar o comportamento da carga em toda rede do alimentador AL-313, buscando vericar se há semelhanças entre o comportamento da carga no trecho e em todo alimentador.

Nesta dissertação, optou-se pelo estudo do modelo PI aplicado aos dois trechos perten- centes à rede de distribuição da concessionária municipal de energia Demei. A escolha pelo PI justica-se por se tratar de um modelo simples, de fácil compreensão e implementação computacional, mas que ao mesmo tempo, consegue captar as principais características de um sistema elétrico convencional. O modelo foi implementado na ferramenta Ma-

tlab/Simulink considerando três situações. A primeira implementação desenvolvida, foi do modelo PI tradicional, considerando as características matemáticas do modelo, o qual desconsidera o comportamento da carga presente na rede. Na segunda implementação, foi acrescentado ao modelo a curva representativa da carga no trecho, aproximando-se ainda mais do sistema real. E a terceira implementação considera o circuito equivalente ao modelo PI, o qual representa o comportamento da rede prezando todas as características elétricas e físicas da rede estudada.

No próximo capítulo é apresentado os resultados das simulações e análises desta dis- sertação.

Capítulo 5

Resultados das Simulações e Análises

5.1 Introdução

A validação do modelo está relacionada ao confronto entre os dados do sistema real com os resultados obtidos através de simulações computacionais. Esta etapa pode ser entendida como o processo de aceitação ou rejeição do modelo [7,13,14]. Dicilmente um modelo matemático descreverá todas as características do sistema real, contudo, ele pode ser utilizado para representar tal sistema, quando apresentar as características fundamen- tais, com resultados satisfatórios e com boa acurácia.

Neste capítulo são apresentados os resultados de todas as simulações computacionais desenvolvidas, tanto para o trecho AB como para o trecho AC, a metodologia adotada para a validação dos modelos, as análises comparativas entre os resultados simulados e os dados reais obtidos da rede elétrica. Inicialmente apresentam-se os resultados da simulação do modelo PI desconsiderando a carga da rede. Em seguida, são apresentados os resultados da simulação do modelo PI com a adição da curva do consumo de energia no trecho, e por m descrevem-se os resultados da simulação do circuito equivalente ao modelo PI encontrado na literatura técnica.

O restante deste capítulo está organizado como segue. Na Seção 5.2 é realizada a validação do modelo PI tradicional, desconsiderando a carga presente na rede elétrica. Na Seção 5.3 é realizada a validação do modelo PI considerando a carga presente na rede. Na Seção 5.4 é realizada a validação do circuito equivalente ao modelo PI. Por m, na Seção 5.6 é apresentado um resumo do capítulo.