ANÁLISE DE TRANSITÓRIOS
ELETROMECÂNICOS
MANUAL DO USUÁRIO
ANÁLISE DE TRANSITÓRIOS ELETROMECÂNICOS
MANUAL DO USUÁRIO
V09-03/05
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
Março de 2005
Prefácio
O programa de Análise de Transitórios Eletromecânicos-ANATEM, é uma aplicação computacional para a realização de estudos de estabilidade à freqüência fundamental tanto na operação como no planejamento de sistemas elétricos de potência.
É resultado de um esforço do CEPEL com o objetivo de dar continuidade à capacitação tecnológica em desenvolvimento de aplicações computacionais na área de dinâmica de sistemas de energia elétrica e proporcionar ao setor uma ferramenta na qual fatores importantes como eficiência, métodos numéricos, precisão, técnicas de programação e modularidade foram devidamente explorados e conjugados com as particularidades do sistema brasileiro.
O fator eficiência foi explorado através da programação de rotinas específicas para a representação dos sistemas de controle existentes no sistema elétrico brasileiro. Como conseqüência os procedimentos de cálculo foram reduzidos, tornando mais robustos os processos de solução e a convergência do problema.
O esquema do processo de solução do sistema de equações algébrico-diferencial emprega métodos numéricos estáveis, técnicas modernas de tratamento de esparsidade e permite a obtenção adequada da precisão de convergência.
A modularidade e a utilização de técnicas recentes de programação, onde a clareza e simplicidade prevaleceram sobre a construção de estruturas complexas mesmo que um pouco mais eficientes, facilita as tarefas de manutenção e de introdução de novos modelos no programa. A versão atual do programa foi desenvolvida para microcomputadores tipo PC utilizando sistema operacional MS-DOS ou MS-Windows.
Esta versão apresenta as principais características dos tradicionais programas atualmente utilizados pelas empresas de energia elétrica inovando em alguns aspectos como a modelagem de elos multiterminais de corrente contínua e a facilidade de implementação de sistemas de controle definidos pelo usuário através de diagramas de blocos com as funções de transferência representadas no domínio da freqüência.
Os trabalhos envolvidos no desenvolvimento deste programa foram realizados no âmbito do projeto 1122 pela seguinte equipe de pesquisadores do Departamento de Sistemas Elétricos do CEPEL (DSE), listada a seguir em ordem alfabética:
Flávio Rodrigo de Miranda Alves Júlio César Rezende Ferraz Ricardo Diniz Rangel Roberto Baitelli Sergio Gomes Jr.
Participaram também os pesquisadores Carlos Henrique Costa Guimarães, Sebastião Ercules Melo de Oliveira e Luiz Maurício da Silva Thomé (ex funcionários do CEPEL), o Eng. Sandro Gonçalves (ex colaborador do CEPEL) e como consultores do projeto os pesquisadores Nelson Martins e Alquindar de Souza Pedroso (ex funcionário do CEPEL).
Conteúdo
1. Introdução ...1-1
1.1. Dados de Entrada ...1-1
1.2. Relatórios de Saída...1-1
1.3. Constantes Utilizadas no Programa ...1-1
1.4. Capacidade do Programa ...1-2
1.5. Representação dos Elementos do Sistema ...1-4
1.5.1. Circuitos CA ...1-4 1.1.2. Cargas estáticas...1-4 1.1.3. Cargas dinâmicas ...1-4 1.1.4. Geradores...1-5 1.1.5. Reguladores de Tensão e Excitatrizes ...1-5 1.1.6. Reguladores de Velocidade e Turbinas ...1-5 1.1.7. Estabilizadores Aplicados em Regulador de Tensão ...1-5 1.1.8. Controles Automáticos de Geração (CAG) ...1-5 1.1.9. Controles Coordenados de Tensão (CCT) ...1-5 1.1.10. Máquinas de Indução convencionais ...1-6 1.1.11. Elos CC...1-6 1.1.12. Compensadores Estáticos (shunt) ...1-6 1.1.13. Compensadores Série Controláveis (CSC) ...1-7 1.1.14. Estabilizadores Aplicados em Compensador Série Controlável ...1-7 1.1.15. Transformadores com mudança de tap em carga (OLTC) ...1-7 1.1.16. Relés ...1-7 1.1.17. Controlador Definido pelo Usuário (CDU) ...1-8 1.1.18. Geração eólica ...1-82. Controle de Execução ...2-1
2.1. Códigos de Execução...2-1
2.2. Definição de Contextos de Execução ...2-2
2.3. Seqüência dos Códigos de Execução...2-2
2.4. Formato dos Códigos e Opções de Controle de Execução...2-5
3. Códigos de Execução...3-1
3.1. Código de Execução ANAC (contexto ANACDU) ...3-1
3.1.1. Função ...3-1 3.1.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-1 3.1.3. Conjunto de Dados ...3-13.2. Código de Execução ANAT (contexto ANATEM)...3-2
3.2.1. Função ...3-2 3.2.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-2 3.2.3. Conjunto de Dados ...3-23.3. Código de Execução ARQM (leitura de arquivo de modelos) ...3-3
3.3.1. Função ...3-3 3.3.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-3 3.3.3. Conjunto de Dados ...3-3 3.3.4. Exemplo...3-33.4. Código de Execução ARQV (acesso ao arquivo histórico) ...3-4
3.4.1. Função ...3-4 3.4.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-4 3.4.3. Conjunto de Dados ...3-4 3.4.4. Formato do Número do Caso...3-4 3.4.5. Exemplo...3-43.5. Código de Execução CASO (limpeza dos dados na memória) ...3-5
3.5.1. Função ...3-5 3.5.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-5 3.5.3. Conjunto de Dados ...3-5 3.5.4. Exemplo...3-53.6. Código de Execução DCAG (associação de controle automático de geração)...3-6
3.6.1. Função ...3-6 3.6.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-6 3.6.3. Conjunto de Dados ...3-6 3.6.4. Formato dos Dados de Associação de Controle Automático de Geração ao respectivo modelo ...3-6 3.6.5. Exemplo de Associação de Controle Automático de Geração ao respectivo modelo...3-63.7. Código de Execução DCAR (cargas funcionais estáticas) ...3-7
3.7.1. Função ...3-7 3.7.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-7 3.7.3. Conjunto de Dados ...3-7 3.7.4. Formato dos Dados de Definição de Função de Variação de Carga...3-8 3.7.5. Exemplo...3-93.8. Código de Execução DCCT (associação de controle centralizado de tensão) ...3-10
3.8.1. Função ...3-10 3.8.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-10 3.8.3. Conjunto de Dados ...3-10 3.8.4. Formato dos Dados de Associação de Centralizado de Tensão ao respectivo modelo ...3-10 3.8.5. Exemplo de Associação de Controle Centralizado de Tensão ao respectivo modelo ...3-103.9. Código de Execução DCDU (controladores definidos pelo usuário) ...3-11
3.9.1. Função ...3-11 3.9.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-11 3.9.3. Conjunto de Dados ...3-11 3.9.4. Formato dos Dados de Identificação do CDU ...3-11 3.9.5. Formato dos Dados de Blocos do CDU...3-12 3.9.6. Descrição dos Tipos dos Blocos...3-16 3.9.6.1. Blocos aritméticos ...3-16 3.9.6.2. Blocos dinâmicos e limitadores...3-17 3.9.6.3. Blocos de interface...3-19 3.9.6.4. Blocos terminadores...3-25 3.9.6.5. Blocos comparadores ...3-25 3.9.6.6. Blocos de operadores lógicos...3-26 3.9.6.7. Blocos seletores...3-28 3.9.6.8. Blocos para atraso ...3-28 3.9.6.9. Blocos para amostragem e temporização ...3-293.10. Código de Execução DCEN (alteração automática de cenário de carga/geração/motor de indução) ...3-45
3.10.1. Função ...3-45 3.10.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-45 3.10.3. Conjunto de Dados ...3-45 3.10.4. Formato dos Dados para Alteração Automática de Cenário de carga/geração/motor de indução ...3-46 3.10.5. Exemplo...3-473.11. Código de Execução DCER (associação de compensador estático)...3-48
3.11.1. Função ...3-48 3.11.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-48 3.11.3. Conjunto de Dados ...3-48 3.11.4. Formato dos Dados de Associação de Modelo de Compensador Estático e Estabilizador...3-49 3.11.5. Exemplo de Associação de Modelo de Compensador Estático e Estabilizador...3-493.12. Código de Execução DCLI (dados de linhas CC)...3-50
3.12.1. Função ...3-50 3.12.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-50 3.12.3. Conjunto de Dados ...3-50 3.12.4. Formato dos Dados de Indutâncias de Linhas CC ...3-50 3.12.5. Exemplo...3-503.13. Código de Execução DCNE (associação de controladores não específicos)...3-51
3.13.1. Função ...3-51 3.13.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-51 3.13.3. Conjunto de Dados ...3-51 3.13.4. Formato dos Dados de Associação de Controlador Não Específico ao respectivo modelo ...3-51 3.13.5. Exemplo de Associação de Controlador Não Específico ao respectivo modelo...3-513.14. Código de Execução DCNV (associação de conversores CC)...3-52
3.14.1. Função ...3-52 3.14.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-52 3.14.3. Conjunto de Dados ...3-52 3.14.4. Formato dos Dados de Associação de Conversores aos Sistemas de Controle...3-53 3.14.5. Exemplo de Associação de Conversores aos Sistemas de Controle...3-543.15. Código de Execução DCSC (associação de compensador série) ...3-55
3.15.1. Função ...3-55 3.15.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-55 3.15.3. Conjunto de Dados ...3-55 3.15.4. Formato dos Dados de Associação de Modelo de Compensador Série Controlável e Estabilizador...3-55 3.15.5. Exemplo de Associação de Modelo de Compensador Série Controlável e Estabilizador...3-563.16. Código de Execução DCST (curvas de saturação)...3-57
3.16.1. Função ...3-57 3.16.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-57 3.16.3. Conjunto de Dados ...3-57 3.16.4. Formato dos Dados de Curva de Saturação ...3-57 3.16.5. Exemplo...3-573.17. Código de Execução DCTE (constantes de controle) ...3-59
3.17.1. Função ...3-59 3.17.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-60 3.17.3. Conjunto de Dados ...3-60 3.17.4. Formato dos Dados dos Mnemônicos e das Constantes ...3-60 3.17.5. Exemplo...3-603.18. Código de Execução DECE (estabilizador aplicado em compensador estático)...3-61
3.18.1. Função ...3-613.19. Código de Execução DECS (estabilizador aplicado em compensador série) ...3-62
3.19.1. Função ...3-62 3.19.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-62 3.19.3. Conjunto de Dados ...3-62 3.19.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Estabilizador Aplicado em Compensador Série Controlável...3-63 3.19.5. Exemplo...3-633.20. Código de Execução DELO (associação de elos CC)...3-64
3.20.1. Função ...3-64 3.20.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-64 3.20.3. Conjunto de Dados ...3-64 3.20.4. Formato dos Dados de associação de Elos CC ...3-64 3.20.5. Exemplo...3-653.21. Código de Execução DERA (ERAC)...3-66
3.21.1. Função ...3-66 3.21.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-66 3.21.3. Conjunto de Dados ...3-66 3.21.4. Formato dos Dados do ERAC ...3-67 3.21.5. Formato dos Dados dos Estágios do ERAC ...3-68 3.21.6. Exemplo de Entrada de Dados de ERAC ...3-683.22. Código de Execução DEST (estabilizador aplicado em RT) ...3-69
3.22.1. Função ...3-69 3.22.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-69 3.22.3. Conjunto de Dados ...3-69 3.22.4. Formato dos Dados dos Modelos de Estabilizador...3-69 3.22.5. Exemplo...3-693.23. Código de Execução DEVT (eventos) ...3-70
3.23.1. Função ...3-70 3.23.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-70 3.23.3. Conjunto de Dados ...3-70 3.23.4. Formato dos Dados de Eventos ...3-71 3.23.5. Exemplo...3-743.24. Código de Execução DFCM (falha de comutação automática)...3-75
3.24.1. Função ...3-75 3.24.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-75 3.24.3. Conjunto de Dados ...3-75 3.24.4. Formato dos Dados Código de Execução DFCM...3-753.25. Código de Execução DGTP (dados gráficos de topologia de CDU) ...3-76
3.25.1. Função ...3-76 3.25.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-76 3.25.3. Conjunto de Dados ...3-763.26. Código de Execução DLDN (dados de associação de carga dinâmica ao seu modelo)...3-77
3.26.1. Função ...3-77 3.26.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-77 3.26.3. Conjunto de Dados ...3-77 3.26.4. Formato dos Dados de Associação de Geração ao Modelo de Máquina e Sistemas de Controle...3-773.28. Código de Execução DLOC (localização remota de sinais para CDU) ...3-81
3.28.1. Função ...3-81 3.28.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-81 3.28.3. Conjunto de Dados ...3-81 3.28.4. Formato dos Dados de Localização Remota de Sinais ...3-82 3.28.5. Exemplo...3-823.29. Código de Execução DLTC (associação de OLTC ao respectivo modelo controle) ...3-83
3.29.1. Função ...3-83 3.29.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-83 3.29.3. Conjunto de Dados ...3-83 3.29.4. Formato dos Dados Adicionais de OLTC e de Associação ao modelo de controle...3-84 3.29.5. Exemplo de Associação de OLTC ao respectivo modelo de controle ...3-853.30. Código de Execução DMAQ (associação de geração)...3-86
3.30.1. Função ...3-86 3.30.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-86 3.30.3. Conjunto de Dados ...3-86 3.30.4. Formato dos Dados de Associação de Geração ao Modelo de Máquina e Sistemas de Controle...3-87 3.30.5. Exemplo de Associação de Geração ao Modelo de Máquina e Sistemas de Controle...3-883.31. Código de Execução DMCE (modelo de compensador estático) ...3-89
3.31.1. Função ...3-89 3.31.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-89 3.31.3. Conjunto de Dados ...3-89 3.31.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Compensador Estático ...3-90 3.31.5. Exemplo...3-903.32. Código de Execução DMCS (modelo de compensador série) ...3-91
3.32.1. Função ...3-91 3.32.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-91 3.32.3. Conjunto de Dados ...3-91 3.32.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Compensador Série Controlável ...3-92 3.32.5. Formato dos Dados do Modelo 02 de Compensador Série Controlável ...3-93 3.32.6. Exemplo...3-943.33. Código de Execução DMCV (modelo de controle de conversor CC)...3-95
3.33.1. Função ...3-95 3.33.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-95 3.33.3. Conjunto de Dados ...3-95 3.33.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Controle de Conversor...3-96 3.33.5. Formato dos Dados do Modelo 02 de Controle de Conversor...3-98 3.33.6. Formato dos Dados do Modelo 03 de Controle de Conversor...3-99 3.33.7. Exemplo...3-1023.34. Código de Execução DMDG (modelo de gerador) ...3-103
3.34.1. Função ...3-103 3.34.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-103 3.34.3. Conjunto de Dados ...3-103 3.34.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Gerador...3-104 3.1.5. Formato dos Dados do Modelo 02 de Gerador...3-105 3.1.6. Formato dos Dados do Modelo 03 de Gerador...3-108 3.1.7. Exemplo...3-1113.35. Código de Execução DMEL ( modelos de elos CC )...3-112
3.35.1. Função ...3-112 3.35.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-112 3.35.3. Conjunto de Dados ...3-112 3.35.4. Formato dos Dados de Modelos de Elos CC ...3-112 3.35.5. Exemplo...3-1123.36. Código de Execução DMOT (modelo de motor/gerador de indução) ...3-113
3.36.1. Função ...3-113 3.36.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-113 3.36.3. Conjunto de Dados ...3-113 3.36.4. Formato dos Dados de Motor/Gerador de Indução ...3-114 3.1.5. Exemplo...3-1153.37. Código de Execução DMTC (modelo de controle de mudança de tap de transformador em carga) ...3-116
3.37.1. Função ...3-116 3.37.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-116 3.37.3. Conjunto de Dados ...3-116 3.37.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Controle de Mudança de Tap de Transformador em Carga...3-1173.38. Código de Execução DOPC (opções padrão de controle de execução)...3-119
3.38.1. Função ...3-119 3.38.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-119 3.38.3. Conjunto de Dados ...3-119 3.38.4. Formato dos Dados das Opções e Estado ...3-119 3.38.5. Exemplo...3-1193.39. Código de Execução DOS (DOS SHELL)...3-120
3.39.1. Função ...3-120 3.39.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-120 3.39.3. Conjunto de Dados ...3-1203.40. Código de Execução DPLT (variáveis para plotagem)...3-121
3.40.1. Função ...3-121 3.40.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-121 3.40.3. Conjunto de Dados ...3-121 3.40.4. Formato dos Dados de Variáveis para Plotagem ...3-121 3.40.5. Exemplo...3-1253.41. Código de Execução DREL (relés) ...3-126
3.41.1. Função ...3-126 3.41.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-126 3.41.3. Conjunto de Dados ...3-126 3.41.4. Formato dos Dados do Modelo 01 de Relé (relé de subfreqüência para alívio de carga em barra CA ) ...3-127 3.41.5. Formato dos Dados do Modelo 02 de Relé ( relé de sobrecorrente para abertura de circuito CA ) ...3-128 3.41.6. Formato dos Dados do Modelo 03 de Relé ( relé de subtensão para alívio de carga em barra CA ) ...3-129 3.41.7. Formato dos Dados do Modelo 04 de Relé ( relé de impedância para abertura de circuito CA )...3-130 3.41.8. Formato dos Dados do Modelo 05 de Relé ( relé de imped. para detecção de oscilação entre áreas ) ...3-131 3.41.9. Formato dos Dados do Modelo 06 de Relé ( relé de sobretensão para abertura de circuito CA ) ...3-132 3.41.10. Formato dos Dados do Modelo 07 de Relé ( relé de sobretensão para desligamento de capacitor ) ...3-133 3.41.11. Formato dos Dados do Modelo 08 de Relé ( relé de subtensão para desligamento de reator )...3-134 3.41.12. Formato dos Dados do Modelo 09 de Relé ( relé de impedância para abertura de circuito CA em esquemas especiais de proteção)...3-135 3.41.13. Formato dos Dados do Modelo 10 de Relé (relé de subtensão para abertura de circuito CA) ...3-136 3.41.14. Formato dos Dados do Modelo 11 de Relé (relé de sobrefreqüência para desligamento de geração)...3-137 3.41.15. Formato dos Dados do Modelo 12 de Relé (relé de subtensão para desligamento de máquina de3.42. Código de Execução DRGT (regulador de tensão e excitatriz) ...3-144
3.42.1. Função ...3-144 3.42.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-144 3.42.3. Conjunto de Dados ...3-144 3.42.4. Formato dos Dados dos Modelos de Regulador de Tensão ...3-144 3.42.5. Exemplo...3-1443.43. Código de Execução DRGV (regulador de velocidade e turbina)...3-145
3.43.1. Função ...3-145 3.43.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-145 3.43.3. Conjunto de Dados ...3-145 3.43.4. Formato dos Dados dos Modelos de Reguladores de Velocidade ...3-145 3.43.5. Exemplo...3-1453.44. Código de Execução DSIM (controle da simulação)...3-146
3.44.1. Função ...3-146 3.44.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-146 3.44.3. Conjunto de Dados ...3-146 3.44.4. Formato dos Dados de Simulação ...3-146 3.44.5. Exemplo...3-1463.45. Código de Execução DTMQ (dados referentes ao teste automático de reguladores de máquinas)...3-147
3.45.1. Função ...3-147 3.45.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-148 3.45.3. Conjunto de Dados ...3-148 3.45.4. Formato dos Dados referentes ao teste de reguladores de máquina...3-1483.46. Código de Execução ETMQ (execução de teste automático de reguladores de máquinas) ...3-149
3.46.1. Função ...3-149 3.46.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-149 3.46.3. Conjunto de Dados ...3-149 3.46.4. Exemplo...3-1493.47. Código de Execução EXSI (execução da simulação) ...3-150
3.47.1. Função ...3-150 3.47.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-150 3.47.3. Conjunto de Dados ...3-150 3.47.4. Exemplo...3-1503.48. Código de Execução FIM (término da simulação) ...3-151
3.48.1. Função ...3-151 3.48.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-151 3.48.3. Conjunto de Dados ...3-1513.49. Código de Execução INFO (informações sobre a cópia) ...3-152
3.49.1. Função ...3-152 3.49.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-152 3.49.3. Conjunto de Dados ...3-1523.50. Código de Execução RELA (emissão de relatórios) ...3-153
3.50.1. Função ...3-153 3.50.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-153 3.50.3. Conjunto de Dados ...3-153 3.50.4. Formato da Identificação das Barras ...3-153 3.50.5. Exemplo...3-1533.51. Código de Execução SNAP (gravação/leitura de arquivo de “snapshot”)...3-154
3.51.1. Função ...3-154 3.51.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-154 3.51.3. Conjunto de Dados ...3-154 3.51.4. Exemplo...3-1543.52. Código de Execução TITU (título do caso) ...3-155
3.52.1. Função ...3-155 3.52.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-155 3.52.3. Conjunto de Dados ...3-155 3.52.4. Formato do Título do Caso ...3-155 3.52.5. Exemplo...3-1553.53. Código de Execução ULOG (associação de unidades lógicas)...3-156
3.53.1. Função ...3-156 3.53.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis ...3-156 3.53.3. Conjunto de Dados ...3-156 3.53.4. Formato da Unidade Lógica ...3-156 3.53.5. Formato da Identificação do Arquivo ...3-156 3.53.6. Exemplo...3-1574. Formato dos Dados de Modelo de Regulador de Tensão ...4-1
4.1. Formato dos Dados do Modelo 01 de Regulador de Tensão ...4-1
4.2. Formato dos Dados do Modelo 02 de Regulador de Tensão ...4-2
4.3. Formato dos Dados do Modelo 03 de Regulador de Tensão ...4-3
4.4. Formato dos Dados do Modelo 04 de Regulador de Tensão ...4-4
4.5. Formato dos Dados do Modelo 05 de Regulador de Tensão ...4-5
4.6. Formato dos Dados do Modelo 06 de Regulador de Tensão ...4-7
4.7. Formato dos Dados do Modelo 07 de Regulador de Tensão ...4-9
4.8. Formato dos Dados do Modelo 08 de Regulador de Tensão ...4-10
4.9. Formato dos Dados do Modelo 09 de Regulador de Tensão ...4-11
4.10. Formato dos Dados do Modelo 10 de Regulador de Tensão...4-12
4.11. Formato dos Dados do Modelo 11 de Regulador de Tensão...4-13
4.12. Formato dos Dados do Modelo 12 de Regulador de Tensão...4-15
4.13. Formato dos Dados do Modelo 13 de Regulador de Tensão...4-17
4.14. Formato dos Dados do Modelo 14 de Regulador de Tensão...4-18
4.15. Formato dos Dados do Modelo 15 de Regulador de Tensão...4-19
4.16. Formato dos Dados do Modelo 16 de Regulador de Tensão...4-20
4.17. Formato dos Dados do Modelo 17 de Regulador de Tensão...4-21
4.18. Formato dos Dados do Modelo 18 de Regulador de Tensão...4-23
4.19. Formato dos Dados do Modelo 19 de Regulador de Tensão...4-25
4.20. Formato dos Dados do Modelo 20 de Regulador de Tensão...4-27
4.21. Formato dos Dados do Modelo 21 de Regulador de Tensão...4-28
4.22. Formato dos Dados do Modelo 22 de Regulador de Tensão...4-29
4.23. Formato dos Dados do Modelo 23 de Regulador de Tensão...4-30
5.5. Formato dos Dados do Modelo 05 de Estabilizador ...5-6
5.6. Formato dos Dados do Modelo 06 de Estabilizador ...5-7
5.7. Formato dos Dados do Modelo 07 de Estabilizador ...5-8
5.8. Formato dos Dados do Modelo 08 de Estabilizador ...5-9
5.9. Formato dos Dados do Modelo 09 de Estabilizador ...5-10
5.10. Formato dos Dados do Modelo 10 de Estabilizador...5-11
5.11. Formato dos Dados do Modelo 11 de Estabilizador...5-12
5.12. Formato dos Dados do Modelo 12 de Estabilizador...5-13
6. Formato dos Dados dos Modelos de Regulador de Velocidade ...6-1
6.1. Formato dos Dados do Modelo 01 de Regulador de Velocidade ...6-1
6.2. Formato dos Dados do Modelo 02 de Regulador de Velocidade ...6-2
6.3. Formato dos Dados do Modelo 03 de Regulador de Velocidade ...6-3
6.4. Formato dos Dados do Modelo 04 de Regulador de Velocidade ...6-4
6.5. Formato dos Dados do Modelo 05 de Regulador de Velocidade ...6-6
6.6. Formato dos Dados do Modelo 06 de Regulador de Velocidade ...6-7
6.7. Formato dos Dados do Modelo 07 de Regulador de Velocidade ...6-9
7. Diagramas de Sistemas de Controle de Elo CC ...7-1
7.1. Nomenclatura dos Sistemas de Controle de Elo CC ...7-1
7.2. Modelo 01 de Controle de Conversor CA-CC...7-4
7.2.1. Diagrama de Blocos do CCA, VCO, CEC e Controle de Umin e Amin/GAMAmin...7-47.3. Modelo 02 de Controle de Conversor CA-CC...7-5
7.3.1. Diagrama de Blocos do CCA, VCO, CEC e Controle de Umin e Amin/GAMAmin...7-5 7.3.2. Diagrama de Blocos do RIAC (Rectifier Integrator Alpha Clamp)...7-6 7.3.3. Descrição do Comportamento do Bloco RAML (Rectifier Alpha Minimum Limiter) ...7-67.4. Diagramas Comuns aos Modelos de Controle de Conversor CA-CC...7-7
7.4.1. Diagrama de Blocos do Controle de Potência ...7-7 7.4.2. Diagrama de Blocos do Controle de Elo CC ...7-7 7.4.3. Diagrama de Blocos do Controle de Sobrecarga de Corrente ...7-8 7.4.4. Diagrama de Blocos do VDCOL (Voltage Dependent Current Order Limiter) ...7-87.5. Modelo 03 de Controle de Conversor CA-CC...7-9
8. Opções de Controle de Execução ...8-1
8.1. Opção + ...8-1
8.2. Opção 80CO ...8-1
8.3. Opção CONV...8-1
8.4. Opção CONT...8-1
8.5. Opção DESV ...8-1
8.6. Opção ECHO ...8-1
8.7. Opção FILE ...8-1
8.8. Opção FREQ...8-2
8.9. Opção GRAV...8-2
8.10. Opção IMPR ...8-2
8.11. Opção INIC ...8-2
8.13. Opção LIST ...8-2
8.14. Opção MD01...8-3
8.15. Opção MD02...8-3
8.16. Opção MD03...8-3
8.17. Opção MD04...8-3
8.18. Opção MD05...8-3
8.19. Opção MD06...8-3
8.20. Opção MD07...8-3
8.21. Opção MD08...8-3
8.22. Opção MD09...8-3
8.23. Opção MD10...8-3
8.24. Opção MD11...8-4
8.25. Opção MD12...8-4
8.26. Opção MD13...8-4
8.27. Opção MD14...8-4
8.28. Opção MD15...8-4
8.29. Opção MD16...8-4
8.30. Opção MD17...8-4
8.31. Opção MD18...8-4
8.32. Opção MD19...8-4
8.33. Opção MD20...8-4
8.34. Opção MD21...8-5
8.35. Opção MD22...8-5
8.36. Opção MD23...8-5
8.37. Opção MD24...8-5
8.38. Opção RBAR...8-5
8.39. Opção RBCN ...8-5
8.40. Opção RBER...8-5
8.41. Opção RBLI...8-5
8.42. Opção RCAR...8-6
8.43. Opção RCDU ...8-6
8.44. Opção RCEN ...8-6
8.45. Opção RCMT...8-6
8.46. Opção RCSC ...8-6
8.47. Opção RCTE...8-6
8.56. Opção RLIN...8-8
8.57. Opção RLOG ...8-8
8.58. Opção RMOT...8-8
8.59. Opção RMXG ...8-8
8.60. Opção RMXU ...8-8
8.61. Opção ROPC...8-9
8.62. Opção ROPG ...8-9
9. Execução do Programa ...9-1
9.1. Arquivos Utilizados ...9-1
9.2. Descrição dos Arquivos...9-2
9.3. Execução da Versão Micro PC...9-3
A. Métodos de solução usados no programa ...A-1
A.1. Método de integração para equações diferenciais...A-1
A.2. Método de solução para as equações algébricas da rede CA...A-2
A.3. Fluxograma simplificado do programa e do esquema iterativo...A-3
B. Linguagem de Seleção de Barras CA ...B-1
C. Formato do arquivo de saída do ANATEM com dados para plotagem...C-1
D. Manual do Programa de Plotagem PLOTGRAF...D-1
D.1. Configuração...D-1
D.2. Execução do programa...D-1
D.2.1. Entrada de arquivos de dados ...D-1 D.2.2. Seleção de variáveis a plotar...D-3 D.2.3. Plotagem dos gráficos...D-5E. Regras básicas para CDU...E-1
F. Representação de blocos dinâmicos com função de transferência com ordem > 1 ... F-1
G. Limites estáticos e dinâmicos em blocos de CDU ... G-1
H. Possíveis problemas de inicialização em CDU... H-1
1. Introdução
O programa de Análise de Transitórios Eletromecânicos (ANATEM) tem como objetivo simular o comportamento dinâmico de sistemas de potência quando submetido a perturbações. Os módulos que compõem o ANATEM foram codificados em FORTRAN e a capacidade do programa é definida através de um arquivo de parâmetros que facilita o seu redimensionamento de acordo com as necessidades e instalações computacionais específicas de cada usuário. A versão atual encontra-se disponível para microcomputadores da linha PC utilizando sistema operacional MS-DOS ou MS-Windows .
1.1. Dados de Entrada
Os formatos de entrada de dados para o programa estão definidos nos respectivos Códigos de Execução.
Quando os dados forem lidos de um arquivo, todos os registros (com exceção do registro com eventual título do caso) que contiverem o caracter (na primeira coluna serão ignorados pelo programa. Desta forma pode-se incluir comentários na massa de dados do caso a ser executado.
As informações de carregamento do sistema e da topologia da rede são obtidas através do restabelecimento de um caso convergido de fluxo de potência gravado com o programa ANAREDE. Os dados de entrada relativos às máquinas e seus respectivos controles, bem como os demais elementos do sistema, são definidos através de códigos de execução.
Quando a unidade lógica #1 estiver associada ao terminal de vídeo é possivel visualizar a máscara do formato dos dados digitando-se o caracter ? na primeira coluna.
Na entrada de dados deve-se ter especial atenção ao fornecer campos em branco. Em alguns casos (descritos no manual) o fornecimento de um campo em branco significa que será usado um valor “default” pelo programa ou que o valor anterior da variável ou parâmetro será mantido.
1.2. Relatórios de Saída
Os relatórios de saída são normalmente direcionados para a unidade lógica #6, que está sempre associada ao terminal de vídeo. A opção FILE redireciona a impressão para a unidade lógica #4, que pode ser associada a outros dispositivos de saída. Os relatórios são emitidos em formato 80 ou 132 colunas de acordo com o dispositivo associado à unidade lógica de impressão. A opção 80CO emite os relatórios sempre em 80 colunas, independentemente do dispositivo de saída. Os relatórios podem também ser emitidos de forma conversacional utilizando a opção CONV. Estes relatórios são impressos sempre em 80 colunas na unidade lógica #6 ou na unidade lógica #4 (se a opção FILE estiver ativada).
1.3. Constantes Utilizadas no Programa
As tolerâncias utilizadas para verificação de critérios de convergência, o número máximo de iterações do processo de solução, etc, estão descritos no Código de Execução DCTE. Os valores iniciais destas constantes estão também definidos no Código de Execução DCTE e, através deste código, podem ser modificadas em tempo de execução do programa. Por simplicidade estas constantes são referidas no manual pelo seu código, como por exemplo, constantes TETE, TEMD, etc.
1.4. Capacidade do Programa
As versões padrão estão disponíveis com as seguintes capacidades:
Descrição Número de Elementos
Barras CA 4000
Barras com geração 1000
Barras com controle remoto 200
Barras com freqüência monitorada 700
Barras retidas + fronteiras (equivalentes estáticos) 1000
Circuitos CA 8000
Linhas CA com Shunt 800
Transformadores 2400
Transformadores defasadores 80
Shunts 1600
Grupos de máquinas de indução 200
Grupos de cargas dinâmicas 40
Áreas elétricas 96
Ilhas elétricas 100
Grupos de máquinas síncronas 1100
Modelos pré-definidos de gerador 880
Modelos pré-definidos de regulador de tensão 660
Modelos pré-definidos de regulador de velocidade 550 Modelos pré-definidos de estabilizador em regulador de tensão 220
Modelos pré-definidos de curvas de saturação 1320
Barras infinitas 55
Elos CC 12
Barras CC 72
Linhas CC 24
Conversores CC-CA 48
Barras de interface CA-CC 24
Modelos pré-definidos de elo CC 24
Modelos pré-definidos de controle de conversor CA-CC 24
Grupos de compensadores estáticos (SVC) 80
Modelos pré-definidos de SVC 80
Modelos pré-definidos de estabilizador em SVC 48
Compensadores série controláveis (CSC) 80
Modelos pré-definidos de CSC 80
Modelos pré-definidos de estabilizador em CSC 40
Transformadores com controle de tap modelado (OLTC) 720
Modelos pré-definidos de OLTC 480
Modelos controladores definidos pelo usuário ( CDU ) 800
Descrição Número de Elementos
Parâmetros de CDU 10000
Definições de valor inicial de variáveis de CDU 5000
Pontos para blocos tipo FUNÇÃO subtipo PONTOS 5000
Locais remotos para CDU 2000
Esquema regional de alívio de carga (ERAC) 100
Estágios de ERAC 500
Barras de ERAC 6000
relés de subfreqüência para desligamento de carga (modelo 1) 500 relés de subtensão para desligamento de carga (modelo 3) 500 relés de impedância para desligamento de circuito (modelo 4) 500 relés de impedância para desligamento de circuito (modelo 9) 500 relés de sobrecorrente para desligamento de circuito (modelo 2) 500 relés de sobretensão para desligamento de circuito (modelo 6) 500 relés de subtensão para desligamento de circuito (modelo 10) 100 relés de impedância para detecção de perda de sincronismo (modelo 5) 10 relés de sobretensão para desligamento de capacitor (modelo 7) 500 relés de subtensão para desligamento de reator (modelo 8) 500 relés de sobrefreqüência para desligamento de geração (modelo 11) 500 relés de sub/sobrefreqüência para desligamento de geração (modelo 14) 500 relés de subtensão para desligamento de máquina de indução (modelo 12) 100 relés de subfreqüência para desligamento de motor de indução (modelo 13) 100 relés de sub/sobrefreqüência para desligamento de gerador de indução
convencional (modelo 15) 500
relés de sub/sobrefreqüência para desligamento de gerador de indução com
dupla alimentação (DFIM) (modelo 16) 500
Mudanças de cenário 100
Referências para mudança de cenário 6000
Eventos pré-programados 1100
Barras em curto circuito 10
Linhas em curto circuito 10
Linhas abertas em uma das extremidades 40
Variáveis a plotar 2200
Casos gravados no arquivo histórico de fluxo de potência 99
Controles não específicos 200
Grupos de máquinas de induçãi duplamente alimentadas 200
Controles Automáticos de Geração (CAG) 100
1.5. Representação dos Elementos do Sistema
1.5.1. Circuitos CA
As linhas de transmissão, transformadores e transformadores defasadores são representados pelos seus circuitos Π equivalentes. Estes elementos podem ser ligados/desligados pelo usuário, em qualquer instante de tempo da simulação, através do Código de Execução DEVT ou automaticamente por relés de impedância, de sobrecorrente ou de sobretensão (Código de Execução DREL).
1.5.2. Cargas estáticas
O comportamento das cargas estáticas é descrito pelas seguintes equações:
(
)
(
)
(
)
[
]
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
Carga ativa = se se 100 100 100 100 0 0 2 2 0 0 2 − − + ∗ + ∗ ∗ ≥ − − ∗ + ∗ ∗ + ∗ ∗ < A B A V V B V V P V V A B V V A V V V V B V V P V V fld fld fld fld / /(
)
(
)
(
)
[
]
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
Carga reativa = se se 100 100 100 100 0 0 2 2 0 0 2 − − + ∗ + ∗ ∗ ≥ − − ∗ + ∗ ∗ + ∗ ∗ < C D C V V D V V Q V V C D V V C V V V V D V V Q V V fld fld fld fld / / onde:A, C e B, D são parâmetros que definem as parcelas de carga representadas por corrente e impedância constantes, respectivamente.
P e Q são as potências ativa e reativa da carga para a tensão V0. V0 tensão inicial da barra, convergida pelo fluxo de potência
Vfld tensão abaixo da qual a carga passa a ser modelada como impedância constante
No instante inicial (t=0) as cargas definidas no programa de fluxo de potência são automaticamente convertidas para impedância constante (A=C=0 e B=D=100). O modelo de carga (parâmetros A, B, C, D e Vfld) pode posteriormente ser
alterado em qualquer instante de tempo da simulação através do Código de Execução DCAR. Deve-se observar que se a mudança dos parâmetros for feita com tensão na carga diferente de V0 ocorrerá uma descontinuidade de potência.
Mudanças no valor da carga (P e Q) podem ser feitas pelo usuário através do Código de Execução DEVT ou automaticamente por relés de subfreqüência e subtensão (Código de Execução DREL), por esquema regional de alívio de carga (Código de Execução DERA) ou por modificação automática de cenário de carga/geração (Código de Execução DCEN).
1.5.4. Geradores
Podem ser representados 3 tipos de modelo de gerador: modelo clássico (incluindo modelo de barra infinita), modelo de pólos salientes e modelo de rotor liso. Nestes dois últimos modelos é possível representar a saturação (dados fornecidos pelo Código de Execução DCST). A cada barra de geração definida no programa ANAREDE pode-se associar várias máquinas equivalentes (grupos de máquinas) através do Código de Execução DMAQ, as quais por sua vez podem englobar várias unidades geradoras iguais.
As máquinas não modeladas são automaticamente convertidas para impedâncias constantes. Unidades de máquinas podem ser desligadas através do Código de Execução DEVT (evento RMGR).
1.5.5. Reguladores de Tensão e Excitatrizes
O programa dispõe de 24 modelos pré-definidos de regulador de tensão (dados fornecidos pelo Código de Execução DRGT). O regulador de tensão engloba as partes do sistema de controle e da excitatriz. Determinados modelos possuem entrada para sinal estabilizante. A associação de modelo de regulador de tensão com a respectiva máquina é feita através do Código de Execução DMAQ.
Reguladores de tensão que não se enquadrem nos modelos pré-definidos podem ser representados por CDU (controladores definidos pelo usuário).
1.5.6. Reguladores de Velocidade e Turbinas
O programa dispõe de 7 modelos pré-definidos de regulador de velocidade (dados fornecidos pelo Código de Execução DRGV). Estes modelos permitem representar os reguladores existentes no sistema elétrico brasileiro. O regulador de velocidade engloba as partes do sistema de controle e da turbina. A associação de modelo de regulador de velocidade com a respectiva máquina é feita através do Código de Execução DMAQ.
Reguladores de velocidade que não se enquadrem nos modelos pré-definidos podem ser representados por CDU.
Nas máquinas que tenham reguladores de velocidade modelados é possível gerar modificações automáticas dos sinais de referência dos reguladores, através do Código de Execução DCEN (modificação automática de cenário de carga/geração).
1.5.7. Estabilizadores Aplicados em Regulador de Tensão
O programa dispõe de 12 modelos pré-definidos de estabilizador aplicado em regulador de tensão (dados fornecidos pelo Código de Execução DEST). A associação do modelo de estabilizador com a respectiva máquina é feita através do Código de Execução DMAQ.
Estabilizadores aplicados em regulador de tensão que não se enquadrem nos modelos pré-definidos podem ser representados por CDU.
1.5.8. Controles Automáticos de Geração (CAG)
O programa permite a representação de controles automáticos de geração, para simulações de média e longa duração. A representação destes controles só pode ser feita atuamente por CDU . A associação do modelo de CAG com o respectivo CAG é feita através do Código de Execução DCAG.
1.5.9. Controles Coordenados de Tensão (CCT)
O programa permite a representação de controles coordenados de tensão, para simulações de média e longa duração. A representação destes controles só pode ser feita atuamente por CDU . A associação do modelo de CCT com o respectivo CCT é feita através do Código de Execução DCCT.
1.5.10. Máquinas de Indução convencionais
O programa dispõe de 2 modelos pré-definidos de máquinas de indução convencionais (dados fornecidos pelo Código de Execução DMOT). O modelo de ordem 1 possui um enrolamento de rotor sem representação da dinâmica elétrica rotórica. O modelo de ordem 2 possui um enrolamento de rotor com representação da dinâmica elétrica rotórica. As máquinas não modeladas são automaticamente convertidas para impedâncias constantes. Unidades de máquina podem ser desligadas através do Código de Execução DEVT (evento RMMI).
No caso de máquina operando como motor, o torque mecânico pode ser modelado através de parâmetros que definem a curva Torque x velocidade angular da máquina. É possível também modelar o torque mecânico por CDU. Esta última opção é útil para representar uma turbina caso a máquina esteja operando como gerador de indução (no caso de geração eólica, por exemplo).
Nos motores de indução que tenham sido modelados é possível gerar modificações automáticas da potência elétrica absorvida pelo motor, através do Código de Execução DCEN (modificação automática de cenário de carga/geração).
1.5.11. Elos CC
Os elos CC são representados através dos elementos: barra CC, linha CC, conversor CC e respectivos controles. A configuração do elo é definida pelos dados de entrada do ANAREDE de acordo com a conexão de seus elementos.
A barra CC conecta um ou mais conversores a uma linha CC ou a um eletrodo de terra, sendo neste caso denominada barra neutra. A linha de transmissão CC é representada no ANAREDE por uma resistência pura e conecta duas barras CC; no ANATEM é obrigatório que cada linha CC possua indutância maior que zero (este dado pode ser fornecido no ANAREDE ou no ANATEM). O conversor (retificador ou inversor) conecta a barra CA de interface à linha CC e ao eletrodo de terra; os controles do elo CC atuam no conversor.
As barras CC podem ter polaridade positiva, negativa ou nula (barra neutra). A corrente de conversor é sempre positiva e a tensão de saída de conversor é, por convenção, positiva para retificador e negativa para inversor, correspondendo à diferença entre as tensões dos terminais catodo e anodo, respectivamente.
O elemento conversor engloba o transformador e as válvulas de disparo.
Os dados básicos de conversores, elos e barras CC são obtidos do caso de fluxo de potência (arquivo histórico). Dados adicionais são fornecidos através dos Código de Execuçãos DCLI (linha CC), DMCV (modelos de controle de conversor), DMEL (modelos de elos CC), DCDU ( modelos definidos pelo usuário ), DCNV (associação de conversor CC aos seus controles) e DELO (associação de elo CC ao seu controle).
Pontes conversoras podem ser removidas por “by-pass” através do Código de Execução DEVT (evento RMPC).
1.5.12. Compensadores Estáticos (shunt)
Os dados básicos de compensador estático são obtidos do caso de fluxo de potência (arquivo histórico). Na versão atual está previsto apenas o compensador tipo RCT (reator controlado a tiristor).
1.5.13. Compensadores Série Controláveis (CSC)
O programa dispõe de 2 modelos pré-definidos de controle de compensador série controlável (dados fornecidos pelo Código de Execução DMCS): o modelo 1 corresponde ao TCSC (“Thyristor Controlled Series Capacitor” - com variação contínua) e o modelo 2 ao TSSC (“Thyristor Switched Series Capacitor” - com variação discreta). A associação do CSC aos seus respectivos controles é feita através do Código de Execução DCSC. Os compensadores série não modelados são automaticamente convertidos para impedâncias constantes.
Modelos de compensador série controlável que não se enquadrem nos modelos pré-definidos podem ser representados por CDU. O modelo por CDU pode ser feito tendo como sinais de saída as susceptâncias dos componentes reativo e/ou capacitivo (bloco tipo EXPORT subtipo BLCS ou tipo EXPORT subtipo BCCS) ou alternativamente o sinal de reatância total do CSC (bloco tipo EXPORT subtipo XCSC).
1.5.14. Estabilizadores Aplicados em Compensador Série Controlável
O programa dispõe de 1 modelo pré-definido de estabilizador aplicado em compensador série controlável controlável (dados fornecidos pelo Código de Execução DECS). A associação do modelo de estabilizador com o respectivo CSC é feita através do Código de Execução DCSC.
Estabilizadores aplicados em compensador série controlável que não se enquadrem no modelo pré-definido podem ser representados por CDU.
1.5.15. Transformadores com mudança de tap em carga (OLTC)
O programa permite a representação de controle de mudança de tap de tensão e de fase de transformador em carga (“on-load tap changer”), para simulações de média e longa duração. O programa dispõe de 1 modelo pré-definido de controle de OLTC para mudança de tap de tensão (dados fornecidos através do Código de Execução DMTC). A associação do modelo de OLTC com o respectivo transformador é feita através do Código de Execução DLTC.
Controles de OLTC que não se enquadrem no modelo pré-definido podem ser representados por CDU. Controles de tap de fase para representação de transformadores defasadores ("phase-shifters") só podem ser feitos atuamente por CDU .
1.5.16. Relés
Podem ser representados 14 tipos de relés:
• Relés de sobrecorrente para desligamento de circuito (modelo 2)
• Relés de impedância para desligamento de circuito ( 2 tipos ) (modelos 4 e 9) • Relés de sobretensão para desligamento de circuito (modelo 6)
• Relés de subtensão para desligamento de circuito (modelo 10)
• Relés de impedância para detecção de perda de sincronismo (modelo 5) • Relés de sobrefreqüência para desligamento de geração (modelo 11)
• Relés de sub/sobrefreqüência para desligamento de geração (proteção de térmicas) (modelo 14) • Relés de subtensão para desligamento de máquina de indução (modelo 12)
• Relés de subfreqüência para desligamento de motor de indução (modelo 13) • Relés de subtensão para desligamento de carga (modelo 3)
• Relés de subfreqüência para desligamento de carga (modelo 1) • Relés de sobretensão para desligamento de capacitor (modelo 7) • Relés de subtensão para desligamento de reator (modelo 8)
• Relés de sub/sobrefreqüência para desligamento de gerador de indução convencional (modelo 15)
Os dados de relés são fornecidos pelo Código de Execução DREL. É possível também a representação de esquema regional de alívio de carga (Código de Execução DERA).
1.5.17. Controlador Definido pelo Usuário (CDU)
O usuário pode definir modelos de controladores para as unidades de geração assim como modelos de compensadores estáticos e seus controladores, através do Código de Execução DCDU. A associação dos modelos tipo CDU com os respectivos equipamentos é feita através dos Códigos de Execução DCAG, DCCT, DDFM, DMAQ, DMOT, DCNV, DELO, DCER, DCSC, DLTC, DLDN e DCNE. O modelo definido pelo usuário pode ser linear ou não. Sua representação é feita no domínio da freqüência através de diagrama de blocos, usualmente utilizado na engenharia de sistemas de controle.
Na presente versão um modelo de controle via CDU não pode ser utilizado por mais de um equipamento (ao contrário dos modelos pré-definidos).
1.5.18. Geração eólica
Esta versão permite a representação de aproveitamentos eólicos baseados em dois tipos de esquema:
• máquina de indução convencional ligada diretamente à rede CA
Este tipo de máquina opera com velocidade de rotação praticamente constante. Para representar o gerador de indução é utilizado o Código de Execução DMOT. A representação da turbina eólica é feita via modelo CDU, que exporta para a máquina o torque mecânico a ser utilizado.
• máquina de indução com dupla alimentação
Este tipo de aproveitamento eólico se baseia em uma máquina de indução com rotor bobinado. É utilizado um elo CC com inversores de tensão (VSI), conectado entre os terminais do estator e do rotor da máquina. Desta forma é possível controlar a velocidade do rotor (injetando/retirando potência deste enrolamento) para otimizar a geração de potência de acordo com a velocidade do vento (operação em velocidade variável).
A máquina é representada no fluxo de potência como uma barra PV ou barra PQ com geração. O modelo da máquina de indução é fornecido através do Código de Execução DMDF. O modelo do elo CC com conversor de tensão e seus controles é feito por CDU, que exporta as componentes da tensão a ser conectada ao rotor da máquina e a tensão interna do conversor a ser conectado ao estator. A representação da turbina eólica é também feita via modelo CDU, que exporta para a máquina o torque mecânico a ser utilizado.
A associação entre o equipamento e os modelos de máquina, de elo VSI/controle e de turbina eólica é feita através do Código de Execução DDFM. Todos os códigos de execução necessários, bem como os procedimentos para utilização do modelo, encontram-se descritos em documento em anexo.
2. Controle de Execução
2.1. Códigos de Execução
O controle de execução do programa é efetuado por meio de Códigos de Execução e de Opções de Controle de Execução. De acordo com estes códigos e as opções associadas, são selecionadas as funções do programa. A descrição detalhada das opções disponíveis encontra-se na seção Opções de Controle de Execução. Os Códigos de Controle de Execução implementados são os seguintes:
Código Descrição
ANAC Estabelecimento do contexto de execução para a análise isolada de CDU (contexto ANACDU)
ANAT Estabelecimento do contexto de execução para a simulação de casos de estabilidade (contexto ANATEM)
ARQM Leitura de arquivo com dados de modelos armazenados
ARQV Restabelecimento e listagem de casos de fluxo de potência do arquivo histórico
CASO Início de estudo de um caso novo
DCAG Leitura de dados de associação de controles automáticos de geração (CAG) aos respectivos modelos
DCAR Leitura dos dados de carga estática em função da tensão.
DCCT Leitura de dados de associação de controles coordenados de tensão (CCT) aos respectivos modelos
DCDU Leitura de dados de controlador definido pelo usuário
DCEN Leitura de dados de mudanças automáticas de cenário de carga/geração
DCER Leitura de dados de associação de compensador estático e seus sistemas de controle aos respectivos modelos
DCLI Leitura de dados de indutâncias de linhas CC
DCNV Leitura de dados de conversor e de associação de conversor e seus sistemas de controle aos respectivos modelos
DCNE Leitura de dados de associação de controlador não específico
DCSC Leitura de dados de associação de compensador série controlável e seus sistemas de controle aos respectivos modelos
DCST Leitura de dados de curvas de saturação
DCTE Leitura/modificação de dados de constantes
DDFM Leitura de dados de associação de máquina de indução com dupla alimentação e seus sistemas de controle aos respectivos modelos
DECE Leitura de dados de modelo de estabilizador aplicado em compensador estático
DECS Leitura de dados de modelo de estabilizador aplicado em compensador série controlável
DELO Leitura de dados de associação de elo CC ao seu modelo
DERA Leitura de dados do Esquema Regional de Alívio de Carga (ERAC)
DEST Leitura de dados de modelo de estabilizador aplicado em regulador de tensão
DEVT Leitura de dados de eventos
DFCM Leitura de dados de falha de comutação automática
DGTP Leitura de dados gráficos de topologia de CDU
DLDN Leitura de dados de de associação de carga dinâmica ao seu modelo
DLMQ Leitura de dados para especificação da lista de máquinas a testar
DLOC Leitura de dados de localização remota de sinais
DLTC Leitura de dados de associação de transformador ao modelo de controle de tap em carga
DMAQ Leitura de dados de associação de máquina síncrona e seus sistemas de controles aos respectivos modelos
DMCE Leitura de dados de modelo de compensador estático
DMCS Leitura de dados de modelo de compensador série controlável
DMCV Leitura de dados de modelo de controle de conversor
DMDF Leitura de dados de modelo de máquina de indução com dupla alimentação
DMDG Leitura de dados de modelo de gerador síncrono
DMEL Leitura de dados de modelo de elo CC
Código Descrição
DOPC Leitura de dados de padrão de Opções de Controle de Execução
DOS Execução de comandos DOS através de um “DOS SHELL” (somente para versão micro PC)
DPLT Leitura de dados das variáveis a serem armazenadas no arquivo de plotagem
DREL Leitura de dados de relé
DRGT Leitura de dados de modelo de regulador de tensão e sistema de excitação
DRGV Leitura de dados de modelo de regulador de velocidade e turbina
DSIM Leitura de dados de simulação
DTMQ Leitura de dados adicionais para execução de teste de máquina
ETMQ Execução automática do teste especificado de modelos de máquinas síncronas e seus reguladores
EXSI Execução da simulação
FIM Término de execução
INFO Informação sobre número da versão, número de série e proprietário da cópia
RELA Emissão de relatórios
SNAP Gravação/leitura de arquivo com estado atual da simulação (arquivo “snapshot”), para possível continuação posterior.
TITU Leitura do título
ULOG Associação de arquivos às unidades lógicas
2.2. Definição de Contextos de Execução
Os códigos de execução ANAC e ANAT permitem a definição de dois contextos distintos de execução do programa.
O código ANAC estabelece o contexto de execução para a simulação de sistemas de controle definidos pelo usuário (CDU) de forma independente da rede elétrica, denominado contexto ANACDU, e tem como finalidade permitir a análise de controladores sem a necessidade de incorporação dos demais elementos da rede elétrica.
O código ANAT estabelece o contexto de execução para a simulação de casos de estabilidade, denominado contexto ANATEM.
Ao iniciar a execução o programa estabelece o contexto ANATEM como o contexto de execução. A alteração de um contexto para outro é efetuada através dos códigos ANAC e ANAT. A cada alteração de contexto o programa inicializa automaticamente os dados em memória (equivalente à execução do código CASO).
2.3. Seqüência dos Códigos de Execução
O programa não possui uma ordem rígida de leitura dos códigos de execução embora alguns códigos estejam condicionados à execução prévia de outros. Caso algum código seja executado em ordem imprópria o programa emitirá uma mensagem de erro. Como regra básica deve ser observado que um código que faça uso de um dado deverá ser executado após a execução do código para leitura deste dado.
Com a finalidade de orientar o usuário, as figuras seguintes indicam a ordem recomendada para os códigos do programa, observando que esta ordem não é obrigatória. A primeira figura refere-se à execução do programa no contexto ANATEM e a segunda no contexto ANACDU (ver códigos ANAT e ANAC). Os códigos que não aparecem na segunda figura são inválidos no
2.4. Formato dos Códigos e Opções de Controle de Execução
Campo Colunas Descrição
Código 01-04 Código de Execução associado à função a ser processada. Caso seja necessário
mais de um registro para a definição das Opções de Controle de Execução (vide Opção +), este campo nos registros de continuação não deve ser preenchido, e as opções devem ser preenchidas nos seus respectivos campos.
Opções 06-09 11-14 16-19 21-24 26-29 31-34 36-39 41-44 46-49 51-54 56-59 61-64 66-69
Opções de Controle de Execução, em qualquer ordem, associadas ao Código de Execução definido no campo Código. Quando o número de opções requeridas for maior que 13, então até 12 opções podem ser especificadas no registro e a opção + deve ser especificada de modo a permitir que as opções restantes sejam especificadas nos registros seguintes.
3. Códigos de Execução
3.1. Código de Execução ANAC (contexto ANACDU)
3.1.1. Função
Estabelecer o contexto de execução de simulação de sistemas de controle sem a presença de rede elétrica (contexto ANACDU).
Ao se executar este código os dados na memória são inicializados, porém as associações das unidades lógicas feitas com o código ULOG são mantidas.
3.1.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis
Não há opção disponível para este Código de Execução.3.1.3. Conjunto de Dados
Registro com o código ANAC.3.2. Código de Execução ANAT (contexto ANATEM)
3.2.1. Função
Estabelecer o contexto de simulação de casos de estabilidade (contexto ANATEM).
Ao se executar este código os dados na memória são inicializados, porém as associações das unidades lógicas feitas com o código ULOG são mantidas.
Quando se começa a execução do programa este é o contexto “default”.
3.2.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis
Não há opção disponível para este Código de Execução.3.2.3. Conjunto de Dados
Registro com o código ANAT.3.3. Código de Execução ARQM (leitura de arquivo de modelos)
3.3.1. Função
Leitura dos dados de modelos dos sistemas de controle, armazenados em um arquivo associado à unidade lógica #3 (TEM$MODEL).
Os dados de modelos dos sistemas de controle que independem dos dados do modelo de fluxo de potência podem ser armazenados em um arquivo para posterior processamento através deste código de execução. Neste arquivo podem estar contidos os dados relativos aos códigos DCDU, DCST, DECE, DECS, DEST, DMCE, DMCS, DMCV, DMEL, DMDG, DRGT, DRGV e DMTC. Os formatos dos dados são os mesmos que os definidos nestes códigos de execução. Ao final do conjunto de dados deve ser incluido o código de execução FIM.
No contexto ANACDU somente os dados definidos pelo código DCDU são considerados, sendo os demais criticados porém ignorados para a simulação.
3.3.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis
Não há opção disponível para este Código de Execução.3.3.3. Conjunto de Dados
Registro com o código ARQM.3.3.4. Exemplo
(======================================================================= ( ASSOCIACAO DE ARQUIVO COM MODELOS DE REGULADORES (ANATEM)
(======================================================================= ULOG 3 exemplo.mod ( (======================================================================= ( RESTABELECIMENTO DOS MODELOS DOS REGULADORES
(======================================================================= ARQM
(
O arquivo exemplo.mod associado pelo código ULOG à unidade lógica #3 contém os códigos com os dados de modelos ( DCDU, DCST, ETC ), finalizados pelo código de execução FIM. O código ARQM executa a leitura dos códigos contidos neste arquivo.
O objetivo deste arquivo é servir como banco de dados de modelos. É possível no entanto fornecer os mesmos dados, diretamente na unidade lógica 1.
3.4. Código de Execução ARQV (acesso ao arquivo histórico)
3.4.1. Função
Gerenciamento do arquivo de casos armazenados de fluxo de potência gerado pelo programa ANAREDE e associado à unidade lógica #2 (TEM$SAVCA).
De acordo com a opção selecionada, as seguintes operações podem ser efetuadas:
1. Restabelecimento de caso (opção REST).
Esta operação restabelece para a memória todas as informações relativas ao sistema gravado em um caso.
2. Listagem dos casos gravados (opção LIST).
Esta operação produz a listagem das informações relativas a todos os casos gravados e ao próprio arquivo.
3.4.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis
CONT, FILE, IMPR, LIST, REST, 80CO3.4.3. Conjunto de Dados
Registro com o código ARQV e opções ativadas. Registro com o número do caso a ser restabelecido.
3.4.4. Formato do Número do Caso
Campo Colunas Descrição
Caso 01-02 Número do caso a ser restabelecido.
3.4.5. Exemplo
(======================================================================= ( ASSOCIACAO DE ARQUIVO HISTORICO DE FLUXO DE POTENCIA
(======================================================================= ULOG 2 savecase.sav ( (=======================================================================
3.5. Código de Execução CASO (limpeza dos dados na memória)
3.5.1. Função
Inicializar dados do caso na memória, para início de estudo de um novo caso.
Este código deve ser usado quando se deseja executar diferentes casos em seqüência dentro de um mesmo arquivo de dados ou numa mesma sessão em um terminal. Antes de se executar o caso seguinte deve-se inicializar os dados na memória pois do contrário os novos dados serão interpretados como modificações do caso anterior.
Ao se executar o código CASO as associações das unidades lógicas feitas com o código ULOG são mantidas. Da mesma forma o contexto de execução (ANATEM ou ANACDU, ver códigos ANAT e ANAC) é mantido.
3.5.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis
Não há opção disponível para este Código de Execução.3.5.3. Conjunto de Dados
Registro com o código CASO.3.5.4. Exemplo
(======================================================================= ( Ler instrucoes de execução do primeiro caso,
( contido no arquivo EXEMPLO1.STB
(======================================================================= ULOG 1 exemplo1.stb ( (======================================================================= ( Apagar da memória dados de caso anterior
(======================================================================= CASO
(
(======================================================================= ( Ler instrucoes de execução do segundo caso,
( contido no arquivo EXEMPLO2.STB
(======================================================================= ULOG 1 exemplo2.stb ( (======================================================================= ( Encerrar execução (======================================================================= FIM
O exemplo mostra a execução de 2 casos em seqüência, cujos dados estão armazendos respectivamente nos arquivos EXEMPLO1.STB e EXEMPLO2.STB.
3.6. Código de Execução DCAG (associação de controle automático de geração)
3.6.1. Função
Leitura de dados de associação de controles automáticos de geração aos respectivos modelos.
3.6.2. Opções de Controle de Execução Disponíveis
CONT, FILE, IMPR, 80CO3.6.3. Conjunto de Dados
Registro com o código DCAG e opções ativadas.
Registros com os dados de associação de controles automáticos de geração aos respectivos modelos. Registro com 9999 nas colunas 1-4 indicando fim do conjunto de dados.
3.6.4. Formato dos Dados de Associação de Controle Automático de Geração ao respectivo modelo
Campo Colunas Descrição
Controlador 01-04 Número de identificação do Controle Automático de Geração ao qual deverá ser associado o respectivo modelo. Número do modelo de Controle Automático de Geração
08-11 Número de identificação do modelo de Controle Automático de Geração, como definido no campo CDU do Código de Execução DCDU. Nesta versão o modelo de Controle Automático de Geração só pode ser do tipo definido pelo usuário.
Definição do Modelo
12-12 Letra U, pois o modelo de Controle Automático de Geração só pode ser definido pelo usuário através do Código de Execução DCDU.
3.6.5. Exemplo de Associação de Controle Automático de Geração ao respectivo modelo
O exemplo seguinte ilustra a utilização do código DCAG para a associação de Controle Automático de Geração número 10 ao modelo CDU número 140, previamente definido:
TITU exemplo ( ARQV REST 01 (