Desempenho e Impacto dos Algoritmos¶
Para se avaliar o desempenho computacional devido aos algoritmos, aplicou-se em dois casos de estabilidade os algoritmos propostos (OTM3, OTM4, OTM5 e OTMX). São os casos:
Reduzido: caso de referência de estabilidade eletromecânica do SIN de Novembro de 2017
Completo: caso de referência de estabilidade eletromecânica do SIN de Novembro de 2017 com modelos dinâmicos de parques eólicos e parques fotovoltaicos
Os casos foram avaliados quanto ao tempo de simulação e quantidade de blocos desligados, frente a uma simulação de curto-monofásico em Mossoró II (barra 5441) com desligamento da linha (5441-5461 / Mossoró II – Açu II) e extinção do curto em 100 ms. Não foram provocados eventos em blocos do tipo ENTRAD e não foram pedidas plotagem de variáveis de CDU. Todos os testes foram realizados nas versões 11.4.0 e 11.5.0 do programa, em ambiente computacional dedicado com sistema operacional Linux, com múltiplas execuções de cada combinação de cenário/algoritmo. A diferença entre as versões reside no algoritmo OTM5 introduzido na versão 11.5.0.
Métricas¶
Define-se a expressão de speedup a ser utilizada como métrica para o desempenho dos algoritmos:
sendo:
E[t] |
Esperança do tempo de simulação |
S |
Speedup observado |
É possível ainda definir speedup máximo teórico (\(S_{max}\)), estimado a partir da divisão entre o número de blocos desabilitados pelo algoritmos e o número de blocos ativos. São premissas deste indicador:
O tempo de processamento de cada bloco é aproximadamente o mesmo;
O tempo despendido com o processamento de controles em CDU é elevado o suficiente para se desconsiderar o tempo gasto com processamento de modelos built-in e com rede.
A remoção desses blocos não altera a trajetória de convergência do método.
Resultados¶
As tabelas a seguir apresentam os resultados da simulação dos casos propostos, sendo \(E[t]\) o valor esperado e \(\sigma[t]\) o desvio padrão dos tempos encontrados.
Blocos Detectados |
Blocos no caso |
|||||
otm3 |
otm4 |
otm5 |
otmx (11.4) |
otmx (11.5) |
sem otm |
|
Caso reduzido |
3.865 |
795 |
492 |
4.568 |
5.066 |
49.704 |
Caso completo |
14.893 |
6.287 |
1.105 |
19.008 |
19.812 |
128.512 |
Sistema Reduzido |
otm3 |
otm4 |
otmx 11.4 |
sem otm |
E[t] |
06:30,381 |
06:35,455 |
06:30,132 |
06:36,129 |
\(\sigma[t]\) |
00:01,292 |
00:02,038 |
00:00,771 |
00:02,897 |
S |
1,50% |
0,20% |
1,50% |
- |
Smax |
7,80% |
1,60% |
9,20% |
- |
Sistema Completo |
otm3 |
otm4 |
otmx 11.4 |
sem otm |
E[t] |
15:58,078 |
17:02,081 |
15:34,918 |
17:36,530 |
\(\sigma[t]\) |
00:02,728 |
00:03,080 |
00:02,213 |
00:03,564 |
S |
10,30% |
3,40% |
13,00% |
- |
Smax |
11,60% |
4,90% |
14,80% |
- |
Os algoritmos de detecção de malhas inativas foram capazes de reduzir o tempo de simulação em ambos os casos, sendo recomendado o seu uso corriqueiro. O algoritmo ainda produz um relatório (RELA OTMX) informando os blocos de CDU que foram desabilitados, como na Listagem 141.
X------------------------------------------X
| RELATÓRIO DE BLOCOS EM MALHAS INATIVAS |
| CONTROLADOR BLOCO |
| Número Nome do CDU Número Variável|
X--------X---------------X--------X--------X
101 RT_ANGRA2 1 VREF
42 VRMAX1
(...)
Número de blocos desligados durante otimização: 19812