Aula13 PlanejamentoEnergático 30 07 09(Belat FluxodeCarga Matpower A3)

(1)

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–

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G

IA

-2009 - Edmarcio Belati

PLANEJAMENTO ENERGÉTICO

Aula 3

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la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

Prof. Edmarcio Antonio Belati

edmarcio.belati@ufabc.edu.br

Aula 3

28/07/2008

Banco de dados

(2)

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IA

Um dos formatos muito utilizado em SEP é o formato PECO

(Philadelphia Electric Company). EX: ANAREDE

G

Y=4-j10 pu

Y=4-j5 pu

G

2

1 BANCO DE DADOS

EXEMPLO – Sistema 3 barras

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

PV

slack

PQ

P

3

=200 MW

Q

3

=100 MVAr

P

2

=170 MW

3 1 2 barra1 1000 0. 0.0 0.0-9999 9999 0. 0.0

2 1 barra2 1000 0. 0.0 0.0 100 200 -170. 0.0

3 0 barra3 1000 0. 0.0 0.0 200. 100.

9999

1 3 9.756112.195

2 3 3.44838.6206

9999

Banco de dados

(3)

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C

–

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N

E

R

G

IA

BARRAS

Número, tipo (0–PQ, 1-PV, 2-referência) , nome, tensão, ângulo, potência ativa

gerada, potência reativa gerada, Limite inferior de injeção de potência reativa, limite

superior de injeção de potência reativa, Potência ativa da carga, potência reativa da

carga, susceptância shunt, área

9999 FIM DOS DADOS DE BARRA

LINHAS

Barra inicial, barra final, resistência (%), reatância (%), susceptância shunt, tap, tap

minímo, tap máximo, limite de fluxo de potência ativa.

BANCO DE DADOS

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

XXXX000

X

XXXXXXXXXXXXXX

XXXX

XXXXX

XXXXX00000

XXXXX

XX

1 2 barra1 1000 0. 0.0 0.0-9999 9999 0. 0.0

2 1 barra2 1000 0. 0.0 0.0 100 200 -170. 0.0

3 0 barra3 1000 0. 0.0 0.0 200. 100.

9999

XXXX0000

XXXX

00000XXXXXX

XXXXXX

XXXXX

000000000

0 XXXX

1 3 9.756112.195

2 3 3.44838.6206

9999

minímo, tap máximo, limite de fluxo de potência ativa.

9999 FIM DOS DADOS DE LINHA

R e X dados em % para pu R/100 e X/100

(4)

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IA

http://www.ee.washington.edu/research/pstca/

Neste link exitem vários bancos de dados de sistemas elétricos

utilizados para testes de algortmos de fluxo de carga e fluxo de

carga ótimo

Exemplo: Sistema de 14 barras:

BANCO DE DADOS

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to

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Sistema de 14 barras - dados

Configuração

Exemplo: Sistema de 14 barras:

IEEE Common Data Format

PTI Power Flow Data Format

PECO PSAP Format

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BANCO DE DADOS

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to

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co

(6)

UFABC – ENERGIA

-20

09

-E

dm

ar

ci

o

B

el

at

i

B

A

N

C

O

D

E

D

A

D

O

S

Planejamento Energético

(7)

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IA

1 2 Bus 1 1059 0. 232. -17.-9999 9999 0. 0. 0. 2 1 Bus 2 1044 -5. 40. 42. -40. 50. 22. 13. 0. 3 1 Bus 3 1009-13. 0. 23. 0. 40. 94. 19. 0. 4 0 Bus 4 1019-10. 0. 0. 0. 0. 48. -4. 0. 5 0 Bus 5 1019 -9. 0. 0. 0. 0. 8. 2. 0. 6 1 Bus 6 1070-14. 0. 12. -6. 24. 11. 8. 0. 7 0 Bus 7 1062-13. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 8 1 Bus 8 1090-13. 0. 17. -6. 24. 0. 0. 0. 9 0 Bus 9 1055-15. 0. 0. 0. 0. 29. 17. 19. 10 0 Bus 10 1050-15. 0. 0. 0. 0. 9. 6. 0. 11 0 Bus 11 1057-15. 0. 0. 0. 0. 4. 2. 0. 12 0 Bus 12 1054-15. 0. 0. 0. 0. 6. 2. 0. 13 0 Bus 13 1049-15. 0. 0. 0. 0. 13. 6. 0. 14 0 Bus 14 1036-16. 0. 0. 0. 0. 15. 5. 0. 9999

BANCO DE DADOS

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ne

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en

to

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co

1 2 1.94 5.92 5.2800.0000.0000.000 0.

1 5 5.40 22.30 4.9200.0000.0000.000 0.

2 3 4.70 19.80 4.3800.0000.0000.000 0.

2 4 5.81 17.63 3.4000.0000.0000.000 0.

2 5 5.69 17.39 3.4600.0000.0000.000 0.

3 4 6.70 17.10 1.2800.0000.0000.000 0.

4 5 1.33 4.21 0.0000.0000.0000.000 0.

4 7 0.00 20.91 0.0001.0000.1001.000 0.

4 9 0.00 55.62 0.0001.0000.1001.000 0.

5 6 0.00 25.20 0.0001.0000.1001.000 0.

6 11 9.50 19.89 0.0000.0000.0000.000 0.

6 12 12.29 25.58 0.0000.0000.0000.000 0.

6 13 6.62 13.03 0.0000.0000.0000.000 0.

7 8 0.00 17.61 0.0000.0000.0000.000 0.

7 9 0.00 11.00 0.0000.0000.0000.000 0.

9 10 3.18 8.45 0.0000.0000.0000.000 0.

9 14 12.71 27.04 0.0000.0000.0000.000 0.

10 11 8.20 19.21 0.0000.0000.0000.000 0.

12 13 22.09 19.99 0.0000.0000.0000.000 0.

(8)

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Utilizando o Matpower .

BANCO DE DADOS

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(9)

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BANCO DE DADOS – 14 barras

%% bus data

% bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin

bus = [

1 3 0 0 0 0 1 1.016 0 0 1 1.016 0.94;

2 2 21.7 12.7 0 0 1 1.045 -4.98 0 1 1.06 0.94;

3 2 94.2 19 0 0 1 1.01 -12.72 0 1 1.06 0.94;

4 1 47.8 -3.9 0 0 1 1.019 -10.33 0 1 1.06 0.94;

5 1 7.6 1.6 0 0 1 1.02 -8.78 0 1 1.06 0.94;

P

la

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ja

m

en

to

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(10)

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Generator Data Format

1 bus number

(-) (machine identifier, 0-9, A-Z)

2 Pg, real power output (MW)

3 Qg, reactive power output (MVAr)

4 Qmax, maximum reactive power output (MVAr)

5 Qmin, minimum reactive power output (MVAr)

6 Vg, voltage magnitude setpoint (p.u.)

(-) (remote controlled bus index)

7 mBase, total MVA base of this machine, defaults to baseMVA

(-) (machine impedance, p.u. on mBase)

(-) (step up transformer impedance, p.u. on mBase)

(-) (step up transformer off nominal turns ratio)

8 status, > 0 - machine in service

<= 0 - machine out of service

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

<= 0 - machine out of service

(-) (% of total VAr's to come from this gen in order to hold V at

remote bus controlled by several generators)

9 Pmax, maximum real power output (MW)

10 Pmin, minimum real power output (MW)

(2) 11 Pc1, lower real power output of PQ capability curve (MW)

(2) 12 Pc2, upper real power output of PQ capability curve (MW)

(2) 13 Qc1min, minimum reactive power output at Pc1 (MVAr)

(2) 14 Qc1max, maximum reactive power output at Pc1 (MVAr)

(2) 15 Qc2min, minimum reactive power output at Pc2 (MVAr)

(2) 16 Qc2max, maximum reactive power output at Pc2 (MVAr)

(2) 17 ramp rate for load following/AGC (MW/min)

(2) 18 ramp rate for 10 minute reserves (MW)

(2) 19 ramp rate for 30 minute reserves (MW)

(2) 20 ramp rate for reactive power (2 sec timescale) (MVAr/min)

(11)

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R

G

IA

%% generator data

% bus Pg Qg Qmax Qmin Vg mBase status Pmax Pmin

gen = [

1 232.4 -16.9 10 0 1.06 100 1 332.4 0;

2 40 42.4 50 -40 1.045 100 1 140 0;

3 0 23.4 40 0 1.01 100 1 100 0;

6 0 12.2 24 -6 1.07 100 1 100 0;

BANCO DE DADOS – 14 barras

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

(12)

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G

IA

Banco de dados utilizado no programa do Matlab.

BANCO DE DADOS

P

la

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en

to

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ne

rg

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co

(13)

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–

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N

E

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IA

%% branch data

% fbus tbus r x b rateA rateB rateC ratio angle status

branch = [

1 2 0.01938 0.05917 0.0528 9900 0 0 0 0 1;

1 5 0.05403 0.22304 0.0492 9900 0 0 0 0 1;

2 3 0.04699 0.19797 0.0438 9900 0 0 0 0 1;

2 4 0.05811 0.17632 0.034 9900 0 0 0 0 1;

2 5 0.05695 0.17388 0.0346 9900 0 0 0 0 1;

3 4 0.06701 0.17103 0.0128 9900 0 0 0 0 1;

4 5 0.01335 0.04211 0 9900 0 0 0 0 1;

BANCO DE DADOS – 14 barras

P

la

ne

ja

m

en

to

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ne

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co

(14)

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IA

Running a Power Flow

To run a simple Newton power flow on the 9-bus system specified

in the file case9.m, with the default algorithm options, at the ATLAB

prompt, type:

>> runpf('case9')

Getting Help

USANDO O

MATPOWER

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

14 Getting Help

As with MATLAB’s built-in functions and toolbox routines, you can

type help followed by the name of a command or M-file to get help

on that particular function. Nearly all of

MATPOWER’s M-files

have such documentation. For example:

>> help runpf

(15)

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–

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N

E

R

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IA

Considerar o sistema de três barras e três linhas cujos dados são

mostrado a seguir.

barra

tipo

P (p.u.)

Q (p.u.)

V (p.u)

θ

(

°

)

1 V

θ

--- ---

1,00

0,00

2 PV

0,15

---

0,98

---3

PQ

-0,20

-0,10

---linha

r (p.u.)

x (p.u)

b

sh

**_{(p.u.) *}**

EXERÇÍCIO 1– RESOLVER NO

MATPOWER

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

linha

r (p.u.)

x (p.u)

b

sh

**_{(p.u.) *}**

1-2

0,04

0,09

0,08

1-3

0,02

0,07

0,06

2-3

0,04

0,12

0,09

* carregamento total.

Iniciar os cálculos com

θ

= 0,0

°

para as barras PV e PQ e V= 1,0 (p.u)

para as barras PQ.

(16)

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B

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–

E

N

E

R

G

IA

EXERÇÍCIO 2 – RESOLVER NO

MATPOWER

O

case14

a)

Rodar o problema de 14 barras (case14);

b)

Retirar o gerador da barra 2 e rodar novamente. Comparar os

resultados.

P

la

ne

ja

m

en

to

E

ne

rg

éti

co

c)

Retirar a linha 2-5 e analisar as perdas do sistema.

d)

Tentar encontar uma uma ponto de operação ( alterar as

potências nos geradores) que minimiza as perdas do sistema.

e)

Qual a melhor barra do sistema para colocar 50 MW de