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WILKER VICTOR DA SILVA
WILKER VICTOR DA SILVA AZEVÊDO
AZEVÊDO
Aluno do Programa de Mestrado do PPgEE Aluno do Programa de Mestrado do PPgEECampina Grande, julho de 2008 Campina Grande, julho de 2008
1.
1. Introdução
Introdução
O planejamento da operação, o aperfeiçoamento e a expansão de redes elétricas pressupõe O planejamento da operação, o aperfeiçoamento e a expansão de redes elétricas pressupõe normalmente, estudos de fluxo de carga, cálculo de faltas (curto-circuitos) e estudos de estabilidade. normalmente, estudos de fluxo de carga, cálculo de faltas (curto-circuitos) e estudos de estabilidade. Em particular, será apresentada uma análise para o fluxo de potência de redes elétricas em regime Em particular, será apresentada uma análise para o fluxo de potência de redes elétricas em regime permanente com utilização da plataforma de simulação
permanente com utilização da plataforma de simulação ANAREDEANAREDE..
Em face da complexidade da maioria dos sistemas de potência, no que se refere ao grande Em face da complexidade da maioria dos sistemas de potência, no que se refere ao grande número de elementos que os compõem, a avaliação do estado operativo das redes em regime número de elementos que os compõem, a avaliação do estado operativo das redes em regime permanente procede-se com a utilização de programas computacionais na realização de simulações, permanente procede-se com a utilização de programas computacionais na realização de simulações, adotando-se modelos adequados para representação dos diversos componentes a fim de estimar a adotando-se modelos adequados para representação dos diversos componentes a fim de estimar a distribuição do fluxo de potência em condições operativas pré-definidas.
distribuição do fluxo de potência em condições operativas pré-definidas. O
OANAREDEANAREDE é provavelmente o programa computacional mais utilizado no Brasil na área é provavelmente o programa computacional mais utilizado no Brasil na área de Sistemas Elétricos de Potência para análise de redes. Esta plataforma de simulação é formada por de Sistemas Elétricos de Potência para análise de redes. Esta plataforma de simulação é formada por um conjunto de aplicações integradas que inclui estudos de Fluxo de Potência, Determinação de um conjunto de aplicações integradas que inclui estudos de Fluxo de Potência, Determinação de Equivalente de Redes, Análise de Contingências, Análise de Sensibilidade de Tensão e Fluxo, Equivalente de Redes, Análise de Contingências, Análise de Sensibilidade de Tensão e Fluxo, Redespacho de Potência Ativa, Fluxo de Potência Continuado, dentre outros. O programa recorre a Redespacho de Potência Ativa, Fluxo de Potência Continuado, dentre outros. O programa recorre a algoritmos com métodos iterativos para resolução de sistemas com equações algébricas não-lineares algoritmos com métodos iterativos para resolução de sistemas com equações algébricas não-lineares de forma a obter a solução da rede operando em regime permanente.
de forma a obter a solução da rede operando em regime permanente.
Os trabalhos de desenvolvimento do programa foram realizados no âmbito de um projeto Os trabalhos de desenvolvimento do programa foram realizados no âmbito de um projeto da Diretoria de Programas de Pesquisa (DPP) do CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, da Diretoria de Programas de Pesquisa (DPP) do CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, envolvendo pesquisadores do Departamento de Sistemas Elétricos (DSE), com a participação da envolvendo pesquisadores do Departamento de Sistemas Elétricos (DSE), com a participação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), e, no âmbito do desenvolvimento da interface gráfica, do Núcleo de Computação Eletrônica da e, no âmbito do desenvolvimento da interface gráfica, do Núcleo de Computação Eletrônica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (NCE/UFRJ) [1].
Universidade Federal do Rio de Janeiro (NCE/UFRJ) [1].
Dentre os usuários do programa destacam-se as empresas concessionárias que operam Dentre os usuários do programa destacam-se as empresas concessionárias que operam redes de transmissão ou subtransmissão, universidades, o Operador Nacional do Sistema (ONS), a redes de transmissão ou subtransmissão, universidades, o Operador Nacional do Sistema (ONS), a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Ministério das Minas e Energia (MME) e a ANEEL. Os Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Ministério das Minas e Energia (MME) e a ANEEL. Os arquivos de dados do
arquivos de dados do ANAREDEANAREDE estão disponíveis para download na web em sítios de algumas das estão disponíveis para download na web em sítios de algumas das empresas listadas acima, permitindo o fácil acesso às informações de todo o sistema elétrico empresas listadas acima, permitindo o fácil acesso às informações de todo o sistema elétrico brasileiro no formato adequado ao programa.
1.
1. Introdução
Introdução
O planejamento da operação, o aperfeiçoamento e a expansão de redes elétricas pressupõe O planejamento da operação, o aperfeiçoamento e a expansão de redes elétricas pressupõe normalmente, estudos de fluxo de carga, cálculo de faltas (curto-circuitos) e estudos de estabilidade. normalmente, estudos de fluxo de carga, cálculo de faltas (curto-circuitos) e estudos de estabilidade. Em particular, será apresentada uma análise para o fluxo de potência de redes elétricas em regime Em particular, será apresentada uma análise para o fluxo de potência de redes elétricas em regime permanente com utilização da plataforma de simulação
permanente com utilização da plataforma de simulação ANAREDEANAREDE..
Em face da complexidade da maioria dos sistemas de potência, no que se refere ao grande Em face da complexidade da maioria dos sistemas de potência, no que se refere ao grande número de elementos que os compõem, a avaliação do estado operativo das redes em regime número de elementos que os compõem, a avaliação do estado operativo das redes em regime permanente procede-se com a utilização de programas computacionais na realização de simulações, permanente procede-se com a utilização de programas computacionais na realização de simulações, adotando-se modelos adequados para representação dos diversos componentes a fim de estimar a adotando-se modelos adequados para representação dos diversos componentes a fim de estimar a distribuição do fluxo de potência em condições operativas pré-definidas.
distribuição do fluxo de potência em condições operativas pré-definidas. O
OANAREDEANAREDE é provavelmente o programa computacional mais utilizado no Brasil na área é provavelmente o programa computacional mais utilizado no Brasil na área de Sistemas Elétricos de Potência para análise de redes. Esta plataforma de simulação é formada por de Sistemas Elétricos de Potência para análise de redes. Esta plataforma de simulação é formada por um conjunto de aplicações integradas que inclui estudos de Fluxo de Potência, Determinação de um conjunto de aplicações integradas que inclui estudos de Fluxo de Potência, Determinação de Equivalente de Redes, Análise de Contingências, Análise de Sensibilidade de Tensão e Fluxo, Equivalente de Redes, Análise de Contingências, Análise de Sensibilidade de Tensão e Fluxo, Redespacho de Potência Ativa, Fluxo de Potência Continuado, dentre outros. O programa recorre a Redespacho de Potência Ativa, Fluxo de Potência Continuado, dentre outros. O programa recorre a algoritmos com métodos iterativos para resolução de sistemas com equações algébricas não-lineares algoritmos com métodos iterativos para resolução de sistemas com equações algébricas não-lineares de forma a obter a solução da rede operando em regime permanente.
de forma a obter a solução da rede operando em regime permanente.
Os trabalhos de desenvolvimento do programa foram realizados no âmbito de um projeto Os trabalhos de desenvolvimento do programa foram realizados no âmbito de um projeto da Diretoria de Programas de Pesquisa (DPP) do CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, da Diretoria de Programas de Pesquisa (DPP) do CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, envolvendo pesquisadores do Departamento de Sistemas Elétricos (DSE), com a participação da envolvendo pesquisadores do Departamento de Sistemas Elétricos (DSE), com a participação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), e, no âmbito do desenvolvimento da interface gráfica, do Núcleo de Computação Eletrônica da e, no âmbito do desenvolvimento da interface gráfica, do Núcleo de Computação Eletrônica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (NCE/UFRJ) [1].
Universidade Federal do Rio de Janeiro (NCE/UFRJ) [1].
Dentre os usuários do programa destacam-se as empresas concessionárias que operam Dentre os usuários do programa destacam-se as empresas concessionárias que operam redes de transmissão ou subtransmissão, universidades, o Operador Nacional do Sistema (ONS), a redes de transmissão ou subtransmissão, universidades, o Operador Nacional do Sistema (ONS), a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Ministério das Minas e Energia (MME) e a ANEEL. Os Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Ministério das Minas e Energia (MME) e a ANEEL. Os arquivos de dados do
arquivos de dados do ANAREDEANAREDE estão disponíveis para download na web em sítios de algumas das estão disponíveis para download na web em sítios de algumas das empresas listadas acima, permitindo o fácil acesso às informações de todo o sistema elétrico empresas listadas acima, permitindo o fácil acesso às informações de todo o sistema elétrico brasileiro no formato adequado ao programa.
2.
2. Características do ANAREDE
Características do ANAREDE
A versão
A versão V09.01.08V09.01.08 do programa do programa ANAREDEANAREDE apresenta um conjunto de aplicações apresenta um conjunto de aplicações integradas adequados para a realização de estudos nas áreas de operação e planejamento, sendo integradas adequados para a realização de estudos nas áreas de operação e planejamento, sendo composta dos seguintes programas:
composta dos seguintes programas:
Programa de Fluxo de Potência;Programa de Fluxo de Potência;
Programa de Equivalente de Redes;Programa de Equivalente de Redes;
Programa de Análise de Contingência;Programa de Análise de Contingência;
Programa de Análise de Sensibilidade de Tensão;Programa de Análise de Sensibilidade de Tensão;
Programa de Fluxo de Potência Continuado;Programa de Fluxo de Potência Continuado;
Programa de Definição das Redes Complementar e de Simulação;Programa de Definição das Redes Complementar e de Simulação;
Programa de Análise de Corredores de Recomposição.Programa de Análise de Corredores de Recomposição.
Esta versão do programa funciona de forma apropriada em PCs com sistema operacional Windows Esta versão do programa funciona de forma apropriada em PCs com sistema operacional Windows 2000 ou superior.
2000 ou superior.
2.1
2.1 Capacidade do Programa
Capacidade do Programa
A versão
A versãoV09.01.08V09.01.08 do ANAREDE está disponível com as seguintes capacidades: do ANAREDE está disponível com as seguintes capacidades:
Descrição
Descrição Quantidade Quantidade de de ElementosElementos
Geradores 1250 Geradores 1250 Barras Barras CA CA 50005000 Barras Barras CC CC 144144 Linhas Linhas CA CA 90009000 Linhas Linhas CC CC 2424 Transformadores 3600 Transformadores 3600 Transformadores
Transformadores Defasadores Defasadores 9090 Cargas
Cargas Individualizadas Individualizadas 1000010000 Compensadores
Compensadores Série Série Controláveis Controláveis 9090 Compensadores
Compensadores Estáticos Estáticos 100100 Motores/Geradores
Motores/Geradores de de Indução Indução 500500 Barras
Barras CA CA de de Referência Referência 12501250 Conversores
Conversores CA/CC CA/CC 4848 Barras
Barras de de Controle Controle Remoto Remoto 250250
Áreas 200
3. Programa de Fluxo de Potência
Este programa tem como objetivo o cálculo do estado operativo da rede elétrica para definidas condições de carga, geração, topologia e determinadas restrições operacionais.
O processo iterativo do cálculo do estado operativo da rede para as condições impostas consiste na obtenção, de forma alternada, de soluções para o sistema CA e para o sistema CC, até que as variações, entre iterações consecutivas, das potências injetadas na rede CA pela rede CC sejam menores que uma determinada tolerância.
O primeiro passo do processo de solução é a determinação do estado operativo do sistema CC para as condições iniciais estabelecidas. Nos passos seguintes os sistemas CA e CC são solucionados alternadamente, considerando os controles automáticos ativados até que a obtenção da convergência da interface entre estes sistemas.
Dois métodos estão disponíveis para a solução das equações da rede elétrica CA: Método desacoplado Rápido
Método de Newton
A solução das equações é normalmente efetuada pelo Método Desacoplado Rápido. Para a utilização do Método de Newton é necessária a ativação da opção NEWT durante a execução do código EXLF.
As condições iniciais para o processo iterativo, em ambos os métodos, são estabelecidas pelos valores especificados nos dados de entrada ou pela opção FLAT. As condições iniciais para o Método de Newton podem ser ainda estabelecidas pelo Método Desacoplado Rápido. A ativação da opção PART, conjugada com a opção NEWT, indica que as primeiras iterações do processo (definidas pela constante LFCV) serão efetuadas pelo Método Desacoplado Rápido e as demais pelo Método de Newton.
As matrizes do sistema de equações do problema de fluxo de potência são esparsas e simétricas no caso do Método Desacoplado Rápido e assimétricas no caso do Método de Newton. A esparsidade destas matrizes é explorada com o emprego de técnicas numéricas e métodos eficientes. A ordenação de barras, para preservar a esparsidade, é efetuada utilizando o algoritmo de ordenação
3.1 Representação dos Elementos do Sistema
3.1.1 Barras CA
As barras CA podem ser modeladas, de acordo com o seu tipo, da seguinte maneira:
Tipo Descrição
0
Geralmente referida como barra PQ onde as cargas e as gerações ativa e reativa são especificadas. A magnitude da tensão nesta barra não é regulada, exceto para os casos que são controladas por um transformador LTC ou uma barra PV remota.
1
Geralmente referida como barra PV onde as cargas ativa e reativa e a geração ativa são especificadas. A geração reativa é variável entre limites especificados para manter a magnitude da tensão da barra constante em um valor especificado, ou controlar a magnitude da tensão em uma barra remota.
2
Geralmente referida como barra de referência (“slack” ou “swing”), onde as cargas ativa e reativa, o módulo e o ângulo de fase da tensão são especificados. Em qualquer sistema interconectado, existe normalmente uma barra de referência cujo ângulo é a referência de fase do sistema. No entanto, podem ser definidas mais de uma barra de referência com a finalidade de atender os requisitos de determinados tipos de estudos.
3.1.2 Circuitos CA (Linhas e Transformadores)
As linhas de transmissão, transformadores e transformadores defasadores são representados pelos seus circuitos π equivalentes. Os taps dos transformadores podem ser fixos ou variáveis sob
carga (LTC) entre os limites máximo e mínimo. Os taps variáveis sob carga podem ainda ter a atuação contínua ou discreta. Nesta versão do programa os transformadores defasadores possuem ângulos fixos.
3.1.3 Cargas
As cargas das barras são normalmente modeladas como potência ativa e reativa constantes, ou podem ser expressas como uma função da magnitude da tensão da barra de acordo com as formas gerais:
Em que:
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 cargas ativa e reativa para a tensão Vdef..
Vfld é a tensão abaixo do qual as parcelas de potência constante e corrente constante passam a ser modeladas como impedância constante.
3.1.4 Geradores
Normalmente as gerações de potência ativa são fixadas em seus valores especificados e as gerações de potência reativa variam dentro de seus limites. Limites de geração de potência ativa são opcionais devendo ser especificados para determinados tipos de estudos (por exemplo, controle de intercâmbio entre áreas, contingências de geração/carga, redespacho de potência ativa, alteração do nível de carregamento do sistema, etc.).
Os limites de geração de potência reativa também podem ser especificados de maneira mais acurada considerando-se as correntes máximas de estator e rotos e o limite de subexcitação, tanto para os geradores de rotor liso quanto os de pólos salientes. Maiores detalhes serão apresentados posteriormente.
3.2 Dados de Entrada
Os dados de entrada básicos para o Programa de Fluxo de Potência são o carregamento do sistema e a topologia da rede. Estes dados são definidos para o sistema CA através dos Códigos de Execução DBAR e DLIN.
Para a realização de estudos relacionados a controle de intercâmbio são necessários os dados de áreas e dados adicionais de barras de geração, definidos pelos Códigos de Execução DARE e DGER, respectivamente.
Para efetuar a monitoração de grandezas do sistema elétrico podem, opcionalmente, ser especificados os dados de monitoração (Códigos de Execução DMTE, DMGR e DMFL) e de limites de magnitudes de tensão (Código de Execução DGLT).
3.3 “Flat Start”
O programa utiliza os valores de módulo e ângulo de fase da tensão das barras, especificados nos dados de entrada, como condições iniciais para o processo iterativo. Uma outra possibilidade (Opção FLAT) é a inicialização dos módulos de tensão das barras CA tipo 0 e 3 com o valor 1.0 p.u. e os ângulos de fase de todas as barras, exceto as de referência, com o valor do ângulo de fase de uma barra CA de referência da mesma ilha elétrica.
3.4 Controles e Soluções com Ajustes
No algoritmo de solução está incluída a representação dos seguintes controles automáticos no sistema de potência CA: intercâmbio entre áreas, transformadores LTC controlando tensões de barras adjacentes ou remotas, controle de tensão de barra local ou remota por fontes de potência reativa, limites de geração de potência reativa e limites de módulo de tensão de barras PQ. Transformadores LTC e controle de tensão em barra local ou remota estão incluídos no Jacobiano a partir desta versão. As demais grandezas controladas são ajustadas entre iterações. Em ambos os casos é necessário ativar as opções correspondentes para que os controles atuem como descrito nas seções seguintes.
3.4.1 Intercâmbio entre Áreas
O controle de intercâmbio entre áreas (Opção CINT) é aplicado antes de cada iteração do Método de Newton, ou antes de cada iteração P −θ do Método Desacoplado Rápido. A aplicação
deste controle tem início quando o resíduo máximo de potência ativa do sistema for menor que o valor da constante EXST.
Em cada aplicação, o erro de intercâmbio de potência de cada área é calculado e, se este erro for maior que a tolerância de convergência de intercâmbio (constante TETP), são ajustadas as gerações, dentro de seus limites, e as injeções equivalentes de potência ativa (se existirem) da área, de acordo com os respectivos fatores de participação.
3.4.2 Variação Automática de TAP
O controle de tensão por transformador com variação automática de tap sob carga (Opção CTAP) é aplicado após cada iteração Q-V do Método Desacoplado Rápido.No caso do método de Newton este controle está representado diretamente no Jacobiano. A aplicação deste controle tem início quando o resíduo máximo de potência reativa do sistema for menor que a constante TPST.
Em cada iteração, é calculado o erro de magnitude de tensão da barra controlada e, se este erro for maior que a tolerância do controle de tensão (constante TLVC), o tap do transformador é ajustado, dentro de seus limites, de acordo com a direção de controle especificada.
Normalmente, a variação automática de tap sob carga é feita de forma contínua. No entanto, caso a Opção TAPD esteja ativada, após a convergência do problema do fluxo de potência, os taps com variação automática sob carga são ajustados para o valor discreto mais próximo. O valor do passo de um tap discreto é feito dividindo-se a faixa de atuação do tap (valor máximo do tap menos valor mínimo do tap) pela quantidade de passos do transformador (definido no campo “Número de Steps” do Código de Execução DLIN ou através da constante TSTP).
3.4.3 Limites de Geração de Potência Reativa
O controle do limite de geração de potência reativa (Opção QLIM) é aplicado antes de cada iteração Q-V do método Desacoplado Rápido. A aplicação deste controle tem início quando o resíduo máximo de potencia reativa do sistema for menor que o valor da constante QLST.
Em cada aplicação, a geração de potência reativa da barra é comparada com os seus limites. Se houver violação destes limites, e se esta violação for maior que a tolerância de limites de geração de potência reativa (constante TLPR), a geração de potência reativa é fixada no limite violado e a barra convertida para o tipo PQ deixando, portanto, de ter o módulo da tensão controlada.
Os limites de geração de potência reativa também podem ser especificados de maneira mais acurada considerando-se as correntes máximas de estator e de rotos e o limite de subexcitação, tanto para os geradores de rotor liso quando os de pólos salientes. Esta modelagem mais acurada é utilizada sempre que os seus dados tiverem sido fornecidos. Para inibir sua utilização é necessário ligar a Opção NCAP.
O limite de corrente máxima no estator, quando convertido para a potência reativa máxima ou mínima, é dado por:
O limite de corrente máxima no rotor é dado por:
O limite de subexcitação é dado por:
3.4.4 Controle Remoto de Tensão
O controle remoto tensão por fontes de potência reativa (Opção CREM) é aplicado após cada iteração Q-V do Método Desacoplado Rápido. No caso do método de Newton este controle está representado diretamente no Jacobiano.
Em cada aplicação, é calculado p erro de módulo da tensão na barra controlada e, se este erro for maior que a tolerância de controle de tensão (constante TLVC), o módulo da tensão na barra controladora é ajustado enquanto a geração de potência reativa permanecer entre os seus limites.
No caso do Método de Newton, a utilização da representação mais acurada dos limites de potência reativa é adotada sempre que os seus dados tiverem sido fornecidos e que a Opção QLIM estiver ativada.
3.4.5 Limites de Tensão em Barras PQ
O controle de módulo de tensão em barras PQ entre limites (Opção VLIM) é aplicado antes de cada iteração do Método de Newton, ou antes de cada iteração Q-V do Método Desacoplado Rápido. A aplicação deste controle tem início quando o resíduo máximo de potência reativa do sistema for menor que o valor da constante QLST.
Em cada aplicação, o módulo da tensão na barra é comparado com os seus limites. Se houver violação destes limites, e se esta violação for maior que a tolerância de controle de tensão
(Constante TLVC), o módulo da tensão é convertido no limite violado e a barra convertida para o tipo P-V. A geração de potência reativa da barra é então modificada para manter o módulo no valor fixado.
3.5 Convergência da Solução
A solução de equações da rede elétrica é considerada convergida quando as soluções das equações do sistema CA, do sistema CC e da interface entre esses sistemas convergirem.
A interface entre sistemas CA e CC é considerada convergida quando o desvio máximo de potências ativas e de potência reativas injetadas nas barras CA de interface pelos elos CC for menor ou igual aos valores das constantes TEPA e TEPR, respectivamente.
3.5.1 Convergência de Solução do Sistema CA e Critério de Divergência
O critério de convergência para a solução iterativa das equações do problema de fluxo de potência do sistema CA é o teste do resíduo máximo absoluto de potência ativa e todas as barras CA, exceto as de referência, e o resíduo máximo absoluto de potência reativa em todas as barras PQ:
Na solução do fluxo de potência CA a convergência global é dependente da convergência dos controles ativados e da convergência das equações da rede elétrica.
O critério de convergência para o controle de tensão por variação de tap de transformador e por controle remoto de tensão por contes de potência reativa, é o teste do valor absoluto da diferença entre os módulos da tensão calculada e especificada da barra controlada:
O critério de convergência para o controle de intercâmbio entre áreas é o teste do valor absoluto da diferença entre a importação ou exportação calculada e a especificada da área:
A verificação de violação de limites de geração de potência reativa é efetuada comparando-se o valor de geração de potência reativa calculado com os respectivos limites. O limite é considerado violado quando:
A verificação de violação de limites de módulo de tensão em barra PQ é efetuada comparando-se o valor calculado do módulo da tensão na barra com os respectivos limites. O limite é considerado violado quando:
Todas as constantes do programa possuem um valor inicial e podem ser modificadas pelo usuário, em tempo de execução através do Código de Execução DCTE. Nos casos em que não há necessidade de obtenção da solução CA convergida com precisão elevada, é adequada a especificação de tolerâncias de convergência maiores com a finalidade de evitar a não convergência e tempo de processamento excessivo.
O teste para determinação de divergência da solução CA é efetuado verificando-se a existência de alguma tensão de barra fora da faixa de variação correspondente às constantes VDVN e VDVM, cujos valores iniciais são respectivamente 0.4 e 2.0 p.u.
4. Códigos
4.1 Dados de Entrada – Códigos de Execução
Os formatos para entrada de dados são rígidos, seguindo um padrão pré-definido nos respectivos códigos de execução. Quando os dados forem lidos do arquivo associado à unidade
lógica #1, todos os registros (com exceção do título do caso) que contiverem o caracter “(” na primeira coluna serão ignorados pelo programa, caracterizando linhas de comentários.
A seguir são apresentados alguns dos principais códigos de execução e suas finalidades:
4.1.1 TITU – Leitura do título do caso em estudo. Dispõe-se entre as colunas 01 e 80 e denota uma identificação alfanumérica para caso em estudo. Esta identificação é impressa pelo programa em todas as páginas dos relatórios de saída. Se este Código de Execução não for utilizado, o caso em estudo não terá identificação. Este código pode ser fornecido, sem restrições, durante qualquer fase de execução do programa.
4.1.2 DOPC – Tem como função a leitura e modificação dos dados das Opções de Controle de Execução Padrão. As opções de controle de execução disponíveis são IMPR e FILE. Sua estrutura é descrita da seguinte forma:
Está relacionada à exibição de relatório de monitoração de tensão, geração, fluxo (RMON), relatório de convergência do processo iterativo (RCVG), dentre outras funções.
Campo Colunas Descrição
Opção 01-04 08-11 15-18 ... 64-67 Mnemônico da Opção de Controle de Execução Padrão
Padrão 06-06 13-13 20-20 ... 69-69
Estado padrão da Opção L – Liga opção de execução D – Desliga opção de execução
Registro com o códigoDOPC
Registro das Opções de Controle de Execução Padrão
Opções:
FLAT – Inicia o processo iterativo de solução com o valor de 1.0 p.u. para o módulo da tensão nas barras CA de carga (tipo PQ), e com o valor do ângulo de fase da tensão da barra de referência para o ângulo de fase da tensão das barras do sistema.
QLIM – Ativa a aplicação do controle de limite de geração de potência reativa durante o processo de solução do problema de fluxo de potência. O valor de geração de potência reativa de uma barra é comparado com os respectivos limites e, enquanto não forem violados, o módulo da tensão da própria barra ou de uma barra remota é mantida constante. Quando um dos limites forem violados, a geração de potência reativa é fixada neste limite e o módulo da tensão deixa de ser controlado.
VLIM – Ativa a aplicação do controle de limite de tensão durante o processo de solução do fluxo de potência. O valor do módulo da tensão é comparado com os respectivos limites e, enquanto na forem violados, a geração de potência reativa da barra é mantida constante no limite especificado. Quando um dos limites de tensão for violado, a tensão da barra é fixada neste limite e a geração de potência reativa da barra é modificada, dentro dos limites especificados, de modo a manter a tensão naquele valor.
CREM – Ativa a opção do controle remoto de tensão por excitação de geração durante o processo de solução de fluxo de potência. O valor do módulo da tensão na barra controladora é modificado de modo a manter os módulos das tensões especificadas nas barras controladas.
CTAP – Ativa a aplicação do controle de tensão por variação automática de tap de transformador (LTC) durante a solução de fluxo de potência. Os valores de tap destes transformadores são modificados, dentro dos respectivos limites, de modo a manter os módulos de tensão especificados para as barras controladas.
STEP– Durante o processo iterativo de solução do fluxo de potência, limita os valores absolutos das correções de módulo e ângulo de fase da tensão aos valores VSTP e ASTP respectivamente, bem como também limita os valores absolutos das correções de suceptância de CSC (Compensador Série Controlável).
VSTP – Valor máximo de correção do módulo de tensão durante o processo de solução. Apresenta valor DEFAULT de 5,0 %.
ASTP – Valor máximo de correção do ângulo de fase de tensão durante o processo de solução. Apresenta valor DEFAULT de 0,05 rad.
NEWT –A solução não-linear das equações do problema de fluxo de potência é efetuada utilizando-se o método de Newton-Raphson. Se não especificada, a solução é obtida utilizando-utilizando-se o método desacoplado.
RCVG – Imprime o relatório de convergência do processo iterativo de solução do fluxo de potência, incluindo as opções de controle automático ativadas. Na solução do fluxo de potencia CA, imprime, para o subproblemas P −θ e Q−V , o número da iteração, o resíduo máximo, o número da barra associada ao resíduo máximo, o indicador FM de formação e fatoração da matriz de solução e, nos relatórios de 132 colunas, os números das barras que mudaram de tipo e os números das barras terminais de transformadores com limite de tap violado.
RMON – Imprime relatório de monitoração que, de acordo com o tipo de monitoração requerida, consta de: (a) monitoração de tensão: número, nome e área da barra CA, módulo atual e limite máximo de tensão, violação do limite e a severidade da violação, onde cada “*” corresponde até 1% de violação. (b) monitoração de geração reativa: número, nome, tipo e área da barra CA, limite mínimo de geração reativa, geração reativa atual, limite máximo de geração reativa, violação de potência reativa, e a indicação do limite violado (SUPerior, INFerior). (c) monitoração do fluxo: número de barras terminais do circuito e número do circuito em paralelo, fluxos de potência (MW, Mvar e MVA), violação da capacidade de carregamento e a severidade da violação, onde cada “*” corresponde até 10% de violação. Qualquer que seja a monitoração efetuada, é impresso também o respectivo índice de severidade calculado.
MFCT –Utilizada em conjunto com a opção de execução RLIN considera o carregamento em MVA corrigido pela tensão da barra DE para o cálculo do percentual de carregamento do circuito.
4.1.3 DCTE – Instrução para Leitura/Modificação de dados de constantes utilizadas no programa. A especificação da constante a ser modificada é efetuada através de um par mnemônico e novo valor associado à constante. É importante ressaltar que a alteração de qualquer constante deve ser efetuada antes da execução do código que requer sua utilização.
Registro com o códigoDCTEe opções ativadas
Registro com os mnemônicos e respectivos dados das constantes Registro 99999 nas colunas 1-5 indicando o fim do conjunto de dados
Campo Colunas Descrição
Mnemônico 01-04 13-16 25-28 37-40 49-52 61-64 Mnemônicos correspondentes às constantes a serem modificadas
Constante 06-11 18-23 30-35 42-47 54-59 66-71 Constante associada ao mnemônico definido no campo Mnemônico
A seguir são apresentados alguns mnemônicos e os correspondentes valores default:
Campo Descrição Default
BASE Base de potência para o sistema CA. 100 MVA
TEPA Tolerância de convergência do erro de potência ativa na barra. 1.0 MW EXST Tolerância de erro de potência ativa para aplicação do controle deintercâmbio de potência ativa entre áreas. 4*TEPA TETP Tolerância para erro de intercâmbio de potência ativa entre áreas 5,0 MW TBPA Tolerância para erro de redistribuição de potência ativa em contingência degeração/carga. 5,0 MW TLPP Tolerância para capacidade de carregamento de circuitos. 1,0 % TEPR Tolerância de convergência do erro de potência reativa na barra. 1,0 Mvar QLST Tolerância de erro de potência reativa para aplicação de controle de limite degeração de potência reativa. 4*TEPR TLPR Tolerância para limite de geração de potência reativa. 1,0 Mvar ASTP Valor máximo de correção de ângulo de fase de tensão durante o processo desolução. 0,05 rad VSTP Valor máximo de correção do módulo da tensão durante o processo desolução. 5,0 %
TLVC Tolerância para tensões controladas. 0,5 %
TLTC Tolerância para limite de TAP de transformador. 0,01 % VDVM Tensão máxima para teste de divergência automática do caso. 200 % VDVN Tensão mínima para teste de divergência automática do caso. 40 %
TPST Tolerância de erro de potência reativa para aplicação de variação automáticade tap de transformador. 2*TEPR VFLD Valor de tensão abaixo do qual a parcela de potência constante das cargasfuncionais passa a ser modelada como impedância constante. 70 %
HIST Número de registros do arquivo de casos armazenados no formatoANAREDE.
Só tem efeito na operação de inicialização de
um arquivo
ACIT Número máximo de iterações na solução do fluxo de potência CA. 30 LFCV Número de iterações do método desacoplado rápido antes do processo desolução pelo método de Newton-Raphson. 1 LCRT Número máximo de linhas por página de relatório na unidade lógica #6. 23 LPRT Número máximo de linhas por página de relatório na unidade lógica #4. 60 TSTP Número de passos (“STEP’s”) do transformador com tap discreto. 32
4.1.4 DBAR –Leitura dos dados de barra CA. Sua estrutura é descrita da seguinte forma:
A seguir descreve-se o formato dos dados de entrada:
Campo Colunas Descrição Default
Número 01-05 Número de identificação da barra CA Operação 06-06
A ou 0 – Adição de dados de barra E ou 1 – Eliminação de dados de barra M ou 2 – Modificação de dados de barra
A
Estado 07-07 L se a barra estiver em operação (Ligado)
D se a barra estiver fora de operação (Desligado) L
Tipo 08-08
0 – barra de carga (PQ – Injeções de potência ativa e reativa fixas). 1 – barra de tensão controlada (PV – Injeção de potência ativa e módulo de tensão fixos).
2 – barra de referência (swing): (Vθ - Módulo de tensão e ângulo de
fase fixos).
3 – barra de carga com limite de tensão (PQ – Injeções de potência ativa e reativa fixas e módulo de tensão entre valores limites).
0
Grupo de Base
de Tensão 09-10
Identificador do Grupo de Base de Tensão ao qual pertence a barra CA, composto por até dois caracteres do tipo dígito (0 a 9), ou caracter (A a Z), conforme definido no código de execução DGBT. Os grupos que não forem definidos terão valor igual a 1 kV.
0
Nome 11-22 Identificação alfanumérica da barra
Grupo de Limite
de Tensão 23-24
Identificador do Grupo de Limite de Tensão ao qual pertence a barra CA, composto por até dois caracteres do tipo dígito (0 a 9), ou caracter (A a Z), conforme definido no código de execução DGLT. Os grupos que não forem definidos terão valores limites especificados entre 0,8 e 1,2 p.u., respectivamente.
0
Tensão 25-28
Valor inicial do módulo da tensão em p.u.. Para barra de tensão controlada, remotamente ou não, por geração de potência reativa ou por tap de transformador, este campo deve ser preenchido com o módulo do valor da tensão a ser mantida constante. Há um ponto decimal implícito entre as colunas 25 e 26.
1.0
Ângulo 29-32 Ângulo da tensão inicial na barra, em graus. 0.0
Registro com o códigoDBARe opções ativadas Registro com os dados de barras CA
Campo Colunas Descrição Default
Geração Ativa 33-37
Valor de geração de potência ativa na barra, em MW. Este campo define o ponto base de operação sobre o qual as ações de controle são executadas de modo a manter o intercâmbio de potência ativa entre áreas. Os erros de intercâmbio de potência ativa entre áreas são distribuídos entre os geradores das áreas, com base neste valor e de acordo com a participação de cada gerador.
0.0
Geração
Reativa 38-42
Valor de geração de potência reativa na barra, em Mvar. Para barra de carga este valor é fixo. Para barra de carga com limite de tensão este valor é mantido constante, enquanto a magnitude de tensão permanecer entre os limites especificados. Para barras de tensão controlada e de referência com limites de geração de potência reativa especificados, este campo pode ser deixado em branco.
0.0
Geração Reativa Mínima
43-47 Valor do limite mínimo de geração de potência reativa, em Mvar. Geração
Reativa Máxima
48-52 Valor do limite máximo de geração de potência reativa, em Mvar.
Limites para o caso de barras de referência (-9999,+9999) e zero para os demais casos. Barra controlada 53-58
Para barras de tensão controlada (regulada) e de referência, com limites de potência reativa especificados, este campo destina-se ao número da barra cujo módulo de tensão será controlado. O valor do módulo da tensão a ser mantida constante é obtida no campo Tensão do registro relativo à barra.
A própria barra.
Carga Ativa 59-63
Valor da carga ativa da barra em MW. No caso da carga variar com o módulo da tensão na barra, entra neste campo o valor da carga para a tensão especificada no campo Tensão para Definição da Carga.
0.0
Carga Reativa 64-68
Valor da carga ativa da barra em Mvar. No caso da carga variar com o módulo da tensão na barra, entra neste campo o valor da carga para a tensão especificada no campo Tensão para Definição da Carga.
0.0
Capacitor
Reator 69-73
Valor total da potência reativa injetada na barra, em Mvar, para bancos de capacitores/reatores. O valor a ser preenchido neste campo refere-se a potência reativa injetada na tensão nominal (1,0 p.u.). Este valor deve ser positivo para capacitores e negativo para reatores.
0.0
Área 74-76 Número da área a qual pertence a barra. 0
Tensão para definição de
carga
77-80
Entre neste campo com a valor em p.u. da tensão para o qual foi medido o valor das parcelas ativa e reativa da carga definidos nos campos Carga Ativa e Carga Reativa, respectivamente Ponto decimal implícito entre as colunas 77 e 78.
4.1.5 DLIN – Leitura dos dados de circuitos CA (linhas de transmissão e transformadores).
A seguir descreve-se o formato dos dados de entrada:
Campo Colunas Descrição Default
Da barra 01-05 Número da barra de uma das extremidades do circuito como definido no campo Número do código de execução DBAR.
Abertura da
barra 06-06 Não utilizado nesta versão. Operação 08-08
A ou 0 – Adição de dados de barra E ou 1 – Eliminação de dados de barra M ou 2 – Modificação de dados de barra
A
Abertura para
a barra 10-10 Não utilizado nesta versão.
Para barra 11-15 Número da barra Da outra extremidade do circuito como definido no campo Número do código de execução DBAR.
Circuito 16-17 Número de identificação do circuito CA em paralelo. * Estado 18-18 L se a barra estiver em operação (Ligado)
D se a barra estiver fora de operação (Desligado) L Proprietário** 19-19
F se o circuito pertencer à área da barra definida no campo Da Barra T se o circuito pertencer à área da barra definida no campo Para Barra
L
Resistência 21-26
Valor da resistência do circuito em %. Para transformadores, este valor corresponde ao valor da resistência para o tap nominal. Ponto decimal implícito entre as colunas 24 e 25.
0.0
Reatância 27-32
Valor da reatância do circuito em %. Para transformadores, este valor corresponde ao valor da reatância para o tap nominal. Ponto decimal implícito entre as colunas 30 e 31.
Suceptância 33-38 Valor total da suceptância shunt do circuito, em Mvar. Ponto decimal
implícito entre as colunas 35 e 36. 0.0
* No caso de adição de dado de circuito, o valor default para o número do circuito em paralelo consiste do primeiro número disponível a partir do maior número do circuito em para cujo dado já existe. No caso d e alteração ou eliminação o valor default é igual ao menor número do circuito e paralelo.
** As perdas de potência ativa nos circuitos são contabilizadas para área a qual pertence o circuito (definido pelo campo proprietário)
Registro com o código DLINe opções ativadas
Registro com os dados de circuitos CA (transformadores/linhas) Registro 99999 nas colunas 1-5 indicando o fim do conjunto de dados
Campo Colunas Descrição Default
Tap 39-43
Valor do tap referido à barra definida no campo Da Barra, em p.u., para os transformadores de tap fixo ou, uma estimativa deste valor para os transformadores com variação automática de carga (LTC)***. Ponto decimal implícito entre as colunas 40 e 41.
Tap Mínimo 44-48
Valor mínimo que o tap pode assumir, em p.u., para transformadores com variação automática de tap. Ponto decimal implícito entre as colunas 45 e 46.
Tap Máximo 49-53 Valor máximo que o tap pode assumir, em p.u., para transformadorescom variação automática de tap. Ponto decimal implícito entre as colunas 50 e 51.
Defasagem 54-58
Valor do ângulo de defasamento, em graus, para transformadores defasadores. O defasamento angular especificado é aplicado em relação ao ângulo da barra definido no campo Da Barra. Ponto decimal implícito entre as colunas 56 e 57.
0.00
Barra
Controlada 59-64
No caso de circuitos tipo transformador com variação automática de tap, este campo é destinado ao número da barra cujo módulo da tensão deve ser controlada.
Da Barra ****
Capacidade
Nominal 65-68
Capacidade de carregamento do circuito em condições normais para
fins de monitoração de fluxo, em MVA. ∞
Capacidade
Emergência 69-72
Capacidade de carregamento do circuito em condições de emergência para fins de monitoração de fluxo, em MVA.
Cap. Normal Número de
Steps 73-74
Número de posições intermediárias entre o tap mínimo e o tap máximo para transformadores de tap variável.
Cap. Normal
*** Os transformadores tipo LTC são identificados pelo preenchimento dos camposTap Mínimo e Tap Máximo. Nesse caso, se o valor inicial do tap não for especificado, o valor 1.0 p.u. é considerado. Se o valor inicial do tap estiver fora dos limites especificados, este valor é considerado igual ao valor do limite violado.
**** Se a barra controlada não for uma das barras definidas nos camposDa Barra ou Para Barra, deve ser associado um sinal ao número deste barra que determine a direção a direção ao movimento do tap no sentido de aumentar o módulo da tensão da barra controlada. Em geral, barras situadas no lado do tap (Da Barra), recebem um sinal positivo e, barras situadas no lado c ontrário do tap ( Para Barra), recebem um sinal negativo.
4.1.6 DGLT –Leitura de dados dos grupos de limite de tensão.
Registro com o código DGLT e opções ativadas Registro com os dados dos grupos de limite de tensão
Campo Colunas Descrição Default
Grupo 01-02 Identificador do grupo de limite tensão, como definido no campo Grupo de Limite de Tensão do código de Execução DBAR.
Limite Mínimo 04-08 Valor mínimo de tensão a ser associado ao grupo de limite de tensão,
em p.u. 0.8
Limite Máximo 10-14 Valor máximo de tensão a ser associado ao grupo de limite de tensão,
em p.u. 1.2
Limite Mínimo
em Emergência 16-20
Valor mínimo de tensão em condições de emergência a ser associado ao grupo de limite de tensão, em p.u.
Limite Mínimo Limite Máximo
em Emergência 22-26
Valor máximo de tensão em condições de emergência a ser associado ao grupo de limite de tensão, em p.u.
Limite Máximo
4.1.7 DGBT –Leitura de dados de grupos base de tensão.
Campo Colunas Descrição Default
Grupo 01-02 Identificador do grupo base de tensão, como definido no campo
Grupo Base de Tensão do código de Execução DBAR. 0
Tensão 04-08 Tensão base associada ao grupo, em kV. 1.0
4.1.8 DARE –Leitura dos dados de intercâmbio de potência ativa entre áreas.
Registro com o código DGBT e opções ativadas Registro com os dados dos grupos de base de tensão
Registro 99999 nas colunas 1-5 indicando o fim do conjunto de dados
Registro com o códigoDARE e opções ativadas Registro com os dados de área
A seguir descreve-se o formato dos dados de entrada:
Campo Colunas Descrição Default
Número 01-03 Número da área, como definido no campo Área do Código de Execução DBAR.
Intercâmbio
Líquido 08-13
Valor líquido do intercâmbio da área, em MW (valor positivo para
exportação e negativo para importação). 0.0
Nome 19-54 Identificação alfanumérica da área Intercâmbio
Mínimo 56-61
Valor mínimo do intercâmbio líquido da área, em MW (valor positivo
para exportação e negativo para importação). 0.0 Intercâmbio
Máximo 63-68
Valor máximo do intercâmbio líquido da área, em MW (valor
positivo para exportação e negativo para importação). 0.0
4.2 Códigos de Execução e Controle
Os formatos para entrada de dados são rígidos, seguindo um padrão pré-definido nos respectivos códigos de execução. Quando os dados forem lidos do arquivo associado à unidade
lógica #1, todos os registros (com exceção do título do caso) que contiverem o caracter “(” na primeira coluna serão ignorados pelo programa, caracterizando linhas de comentários.
A seguir são apresentados alguns dos principais códigos de execução e suas finalidades:
4.2.1 DCTE – Instrução para Leitura/Modificação de dados de constantes utilizadas no programa. A especificação da constante a ser modificada é efetuada através de um par mnemônico e novo valor associado à constante. É importante ressaltar que a alteração de qualquer constante deve ser efetuada antes da execução do código que requer sua utilização.
4.3 Descrição das Opções de Controle de Execução
A seguir são apresentadas algumas Opões de Controle de Execução importantes:
4.3.1 80CO – Indica que os relatórios serão impressos no formato de 80 colunas.
4.3.2 RBAR -Imprime o relatório de dados de barra CA, por área, constando do número, nome e tipo da barra, número da barra controlada, módulo e ângulo da tensão, geração de potência ativa e reativa, injeção equivalente de potência ativa e reativa, carga ativa e reativa, dentre outros.
4.3.3 RLIN -Imprime o relatório completo do sistema, por área, constando de (para cada barra CA da área), número, tipo e nome da barra, módulo e ângulo de fase da tensão, geração de potência ativa e reativa, injeção equivalente de potência ativa e reativa, carga ativa e reativa, dentre outros. Para a barra em questão, imprime dados relativos às suas conexões, constando de número e nome da barra na outra extremidade do circuito, número do circuito, fluxos de potencia ativa e reativa, valor de tap e ângulo de defasamento e indicação de circuito de interligação de áreas.
4.3.4 RTIE - Imprime o relatório de circuitos CA de intercâmbio de cada área constando do número, indicação de medição de fluxo e nome da barra do terminal Da Barra; número e indicação de medição de fluxo e nome da barra do terminal Para Barra, número do circuito e importação ou exportação de potência ativa neste circuito.
4.3.5 DADB - Imprime o relatório de dados de barra CA constando do número, nome e tipo da barra, número da barra controlada, módulo e ângulo da tensão, módulo especificado da tensão, tipo de controle de tensão (remoto, local ou tap de transformador), grupo base e grupo limite de tensão, geração de potência ativa, geração mínima, atual e máxima de potência reativa, carga ativa e reativa e shunt.
4.4 Dados 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 80 ou 132 colunas, de acordo com o dispositivo associado a unidade de impressão. A opção 80CO, independentemente do dispositivo de saída emite os relatórios sempre em 80 colunas. Os relatórios podem também ser emitidos de forma convencional 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.
Dados criados com versões anteriores do programa poderão ser convertidos automaticamente para a geometria da nova interface gráfica no momento da leitura. Nesta versão estes dados não mais serão armazenados no arquivo de dados em formato cartão, passando a utilizar um arquivo adicional em um formato proprietário, com extensão .LST.
4.5 Constantes Utilizadas
As tolerâncias utilizadas para verificação de critérios de convergência, de valores programados dos controles automáticos da rede elétrica, de violações de limites operacionais, o número máximo de iterações de processos 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 modificados em tempo de execução do programa. Por simplicidade estas constantes são referidas no manual pelo seu código, como por exemplo, constantes TEPA, TEPR, etc.
5. Estrutura do programa
5.1 Introdução
O cálculo de fluxo de carga (ou fluxo de potência) em um sistema de energia elétrica consiste essencialmente na determinação do estado da rede, da distribuição dos fluxos e de algumas outras grandezas de interesse. Face a indicação dos códigos de execução e estrutura de dados do programa ANAREDE, será indicada a estrutura básica do arquivo bem como serão apresentados alguns casos que decorrem da análise de fluxo de carga em redes elétricas.
5.2 Estrutura Básica do arquivo
A construção de um arquivo para o programa ANAREDE segue uma rígida estrutura pré-fixada. Em geral, um arquivo para estudo de fluxo de potência contempla o título do caso (TITU), instruções para Opções de Controle de Execução Padrão (DOPC), instrução para Leitura/Modificação de dados de constantes utilizadas no programa (DCTE), instrução para Leitura dos dados de barra CA (DBAR), instrução para leitura dos dados de circuitos CA, no caso linhas de transmissão e transformadores (DLIN) e instrução para Leitura de dados de grupos base de tensão (DGBT). A seguir uma estrutura típica é apresentada:
TITU
Título do caso DOPC IMPR
(Op) E (Op) E (Op) E (Op) E (Op) E (Op) E (Op) E (Op) E (Op) E (Op) E 80CO L NEWT L DADB L RLIN L
99999 DCTE
(Mn) ( Val) (Mn) ( Val) (Mn) ( Val) (Mn) ( Val) (Mn) ( Val) (Mn) ( Val) BASE 100. ACIT 50.
99999 DBAR
(No )OETGb( nome )Gl( V)( A)( Pg)( Qg)( Qn)( Qm)(Bc )( Pl)( Ql)( Sh)Are(Vf) DLIN
(De )d O d(Pa )NcEP ( R% )( X% )(Mvar)(Tap)(Tmn)(Tmx)(Phs)(Bc )(Cn)(Ce)Ns 99999
DGBT (G ( kV) 99999
5.3 Unidades Lógicas
Unidade Lógica Descrição
#1
Arquivo de dados de entrada com os Códigos, Opções de Controle de Execução e dados relativos ao sistema elétrico em estudo. Através desta unidade lógica são efetuadas todas as entradas de dados para o programa, sejam Códigos, Opções de Controle de Execução ou dados da rede elétrica.
#4
Refere-se à emissão de relatórios de saída. Trata-se de um arquivo de impressão de relatórios se a opção de controle de execução FILE estiver ativada nos formatos 132 ou 80 colunas (opção 80CO). Trata-se de um arquivo seqüencial formatado.
#6
Arquivo de impressão dos relatórios no terminal no formato de 80 colunas. Esta unidade lógica não pode ser redirecionada. Trata-se do arquivo de impressão de relatórios no monitor.
A execução do programa é sempre baseada nas unidades lógicas, esteja o usuário executando através do console de comandos do ANAREDE ou através da interface gráfica. Neste último caso, as operações são transparentes ao usuário.
6. Casos Analisados
Com o objetivo de apresentar a construção de caso na plataforma ANAREDE, sejam admitidos alguns casos.
6.1 Caso 1: Sistema com 6 barras
[5]Considere o sistema composto por 6 barras e 7 linhas de transmissão, apresentado na Figura 6.1. Utilize o programa ANAREDE para resolução do fluxo de carga do sistema. Os dados do sistema se encontram nas Tabelas 6.1 e 6.2. Os valores em negrito referem-se à solução do processo.
Figura 6.1 – caso 1: sistema com 6 barras
Tabela 6.2 – Dados das linhas de transmissão em p.u. de 100 MVA
6.2 Sistema SAELPA – Regional Mussuré
O sistema SAELPA, regional Mussuré, é composto por 11 barras, 4 transformadores e 3 Centrais de Geração Eólica (CGE).
Torna-se necessário efetuar o cálculo do fluxo de carga para o sistema da Figura 6.2, utilizando o programa ANAREDE. Os dados adicionais do sistema são apresentados nas Tabelas 6.3 e 6.4.
Figura 6.2. Sistema SAELPA – Mussuré.
Obs: os geradores estão em 13,8 kV e, para o cálculo do fluxo de carga devem ser definidos como tendo tensão de 1,0 p.u. A barra de referência deve ser MRD 69kV, por ser a barra de conexão do sistema SAELPA com o SIN (Sistema Interligado Nacional), e deve ter tensão de 1,029 p.u. com fase 0º.
Tabela 6.3. Dados de carga em MW e Mvar.
Barra Carga MRD69kV 127,4 +i16,4 STR69kV (Santa Rita) 41,3 +i3,2 DJP69kV 3,5 –i0,9 RTT69kV (Rio Tinto) 10,0 –i1,4 MAA13,8kV 2,91 +i1,15 MIL69kV (Millenium) 4,5 + 1,9 MAA 13,8 BIO 69 kV
Tabela 6.4. Dados de linhas e transformadores.
Barra de Barra para R (%) X (%) B (Mvar) Tap (de)
MRD69kV STR69kV 2,32 9,68 0,206 ____ STR69kV RTT69kV 14,39 34,59 0,613 ____ STR69kV DJP69kV 6,70 16,11 0,285 ____ DJP69kV RTT69kV 7,49 18,00 0,319 ____ RTT69kV MAA69kV 23,94 35,18 0,507 ____ RTT69kV BIO69kV 9,92 41,23 0,882 ____ MAA69kV MIL69kV 11,59 17,02 0,245 ____ MAA69kV MAA13,8kV ____ 150,20 ____ 1,000
MIL69kV CGE MIL ____ 67,00 ____ 1,000
MAA13,8kV CGE VIT 11,60 14,90 0,020 ____
BIO69kV CGE BIO ____ 28,33 ____ 1,000
BIO69kV CGE BIO ____ 28,33 ____ 1,000
7. Bibliografia
[1] CEPEL – Centro de Pesquisas em Energia Elétrica, Programa de Análise de Redes – Manual do Usuário, V09.01.08, DSE – Departamento de Sistemas Elétricos, junho de 2007.
[2] Grainger, J.J., Stevenson Jr., W. D., Power System Analysis, New York: McGraw-Hill, 1994.
ISBN 0-07-061293-5.
[3] Monticelli, A. J., Fluxo de Carga em Redes de Energia Elétrica, CEPEL – Centro de Pesquisas
de Energia Elétrica, São Paulo: Edgard Blücher, 1983.
[4] Neves, W. L. A., Notas de aula da disciplina Análise de Sistemas Elétricos – Universidade
Federal de Campina Grande (UFCG) , julho de 2008.
[5] Barros, L. S., Mini-curso: ANAREDE – Programa de Análise de Redes – Grupo de Sistemas
Anexo 2 – Formato do Arquivo de Saída: Sistema com 6 barras
CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Eletrica - ANAREDE V09.01.08 Simulação para um sistema com 6 barras
RELATORIO DE CONVERGENCIA OPCOES ATIVADAS: NEWT
X---X---X---X---X--X
ITERACAO ERRO MAX BARRA ERRO MAX BARRA ERRO MAX CONV
FC P Q V MW NUM. Mvar NUM. TENSAO % NUM. FM
X--X--X--X--X---X---X---X---X---X---X--X 1 1 420.00 5 48.06 5 2 2 6.64 5 25.37 5 ... CONVERGENCIA FINAL X---X---X---X---X
ITERACAO ERRO MAX BARRA ERRO MAX BARRA ERRO MAX CONV
FC P Q V MW NUM. Mvar NUM. TENSAO % NUM.
X--X--X--X--X---X---X---X---X---X---X
0 0.00 0 0.00 0
2 2 0 0.03 5 0.02 5 0.000 0
RELATORIO DE CIRC. CA DO SIST. * AREA 1 *
X---- DADOS-BARRA ----X--- CARGA ---X--- GERACAO ---X
DA BARRA TENSAO > MW Mvar > MW Mvar
NUM. KV TIPO MOD PARA BARRA F L U X O S - C I R C U I T O S
NOME ANG NUM. NOME NC MW Mvar TAP DEFAS TIE
X---X---X---X---X--X---X---X---X---X---X 1 14 2 1.020 > 170.4MW 152.7Mvar BARRA 1 0.0 0.9% MVA/Vd 9999 3 BARRA 3 1 -79.0 42.3 2.7% MVA/Vd 9999 5 BARRA 5 1 249.4 110.4 2 14 1 1.000 > 72.0MW -14.6Mvar BARRA 2 6.8 0.4% MVA/Vd 9999 4 BARRA 4 1 -37.8 1.9 1.1% MVA/Vd 9999 5 BARRA 5 1 109.8 -16.5 3 14 1 1.010 > 135.0MW -67.0Mvar BARRA 3 7.0 1.1% MVA/Vd 9999 1 BARRA 1 1 85.1 -69.4 0.8% MVA/Vd 9999 5 BARRA 5 1 80.1 -9.6 0.3% MVA/Vd 9999 6 BARRA 6 1 -30.2 12.1 4 14 1 1.010 > 170.0MW -64.2Mvar BARRA 4 12.4 0.4% MVA/Vd 9999 2 BARRA 2 1 39.1 -17.0 1.4% MVA/Vd 9999 6 BARRA 6 1 131.0 -47.2 5 14 0 0.962 > 428.0MW 214.0Mvar BARRA 5 -4.2 3.3% MVA/Vd 9999 1 BARRA 1 1 -246.5 -195.5 1.1% MVA/Vd 9999 2 BARRA 2 1 -106.6 -24.9 0.8% MVA/Vd 9999 3 BARRA 3 1 -74.9 6.4 6 14 0 1.004 > 99.0MW 45.0Mvar BARRA 6 7.8
