Aspectos Teóricos

• Estabilidade de Sistemas de Potência
• Dinâmica do Rotor da Máquina Síncrona
• Modelo do Sistema
  • Inicialização de Variáveis
  • Integração Numérica

A análise de transitórios eletromecânicos de Sistemas Elétricos de Potência (SEP) envolve a avaliação do comportamento dinâmico não linear do SEP após a ocorrência de grandes distúrbios na rede elétrica, a partir de um ponto de operação em regime permanente.

Nota

O tipo de distúrbio e a natureza dos fenômenos a serem analisados definem o grau de detalhamento e as características da modelagem a serem adotadas na representação do sistema elétrico. No escopo de análise dos transitórios eletromecânicos, a faixa de frequência das oscilações dos fenômenos de interesse situa-se entre 0.1 e 3 Hz.

O programa Anatem é um aplicativo computacional para simulações dinâmicas no domínio do tempo, visando a análise não linear da estabilidade transitória de sistemas de potência de grande porte.

Após a ocorrência de grandes perturbações na rede elétrica, usualmente decorrentes de súbitas mudanças estruturais na rede elétrica, o sistema sai do ponto de operação estável que se encontrava e tende a se acomodar em outro ponto de operação. Nestas circunstâncias, os geradores síncronos são submetidos a acelerações e desacelerações de tal intensidade que certas unidades ou grupos de unidades podem perder sincronismo entre si ou com o sistema.

Atenção

Dependendo da natureza e da duração do distúrbio, o comportamento dinâmico da abertura angular dos rotores das unidades geradoras poderá apresentar oscilações amortecidas, sustentadas ou crescentes, resultando em um novo ponto de operação estável ou na perda de estabilidade do sistema.

Além da informação a respeito da estabilidade do sistema, tensões nos barramentos, fluxos nas linhas de transmissão e o comportamento do sistema de proteção são algumas das variáveis de interesse após o período transitório.

Nota

O modelo completo do sistema consiste de um amplo conjunto de equações diferenciais ordinárias e um grande conjunto de equações algébricas esparsas. Portanto, a análise de estabilidade transitória é um problema algébrico-diferencial com valor inicial conhecido.

As simplificações assumidas na modelagem do sistema para análise de transitórios eletromecânicos são baseadas na faixa de frequência dos fenômenos de interesse, caracterizada por transitórios lentos (0,1 - 3 Hz) avaliados no domínio do tempo em intervalos de simulação da ordem de 10 a 20 segundos. Nesta faixa de frequência, os transitórios eletromagnéticos da rede elétrica podem ser desprezados, uma vez que seus modos naturais de oscilação ocorrem em frequências superiores às de interesse.

Nota

Os componentes passivos da rede elétrica são modelados no domínio fasorial por meio da matriz de admitância de barra de sequência positiva. Os modelos dinâmicos dos equipamento ativos conectados à rede elétrica são descritos por modelos matemáticos que descrevem sua resposta dinâmica de frequência fundamental.

A natureza de variação mais lenta das grandezas envolvidas nesta análise permite a simulação de sistemas de potência em grande porte com passos de integração da ordem de milissegundos. Esta modelagem permite a linearização das equações analíticas e a integração de dados com o programa PacDyn para a análise linear de pequenas perturbações no SEP.

Dica

Utilize o programa PacDyn para a identificação de modos de oscilações instáveis e oscilações mal amortecidas no sistema, bem como para a realização de projeto de controladores eficientes para aumentar o amortecimento de oscilação do sistema.