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PacDyn – Análise e controle do amortecimento de oscilações em sistemas de potência

Apoio na identificação e solução de problemas relacionados a oscilações mal amortecidas e no projeto de estabilizadores para melhoria do desempenho do sistema elétrico 

(Fonte: http://www.ecoprimos.com.br/belo-monte-inicia-geracao-comercial-de-energia/)

Em sistemas de potência de grande porte, com grande quantidade de equipamentos que se interconectam e interagem, pode ser muito difícil analisar as oscilações, identificar suas causas e propor formas de mitigação.

O PacDyn é um programa computacional que visa à utilização de técnicas de análise linear para lidar com estas oscilações. O sistema é modelado por um conjunto de equações, regidas por parâmetros, que descrevem a dinâmica dos componentes de um sistema de potência. Para  utilização da análise linear, é realizada uma linearização do sistema de equações em torno de um ponto de regime permanente em que o sistema opera. Com isso, obtém-se um sistema com dinâmica válida para pequenas perturbações e que permite utilizar as poderosas ferramentas de análise disponíveis, em particular, a análise de estabilidade do sistema. Como os fenômenos das oscilações possuem forte característica linear, a experiência mostra que as soluções obtidas pelo PacDyn são válidas também para grandes distúrbios. E mesmo nos raros casos que que há um comportamento indesejado não linear, após um ajuste adequado do sistema linearizado, os resultados da análise do PacDyn viabilizam a obtenção de uma solução empírica do problema.

O PacDyn é, portanto, um programa computacional para a análise da estabilidade a pequenos sinais de sistemas elétricos de grande porte, que:

  • Permite a análise de oscilações eletromecânicas, assim como ressonância subsíncrona, interações adversas devido a transitórios eletromagnéticos e ajustes de controles em alta frequência.
  • Possui facilidades como estudo de múltiplos cenários de operação, ajuste automático de controladores, múltiplas ferramentas de avaliação de modos de oscilações naturais, entre outras.
  • Possui modelos compatíveis com os programas de simulação não linear ANATEM e AnaHVDC, permitindo o uso integrado da análise a pequenas e grandes perturbações de oscilações eletromecânicas de baixa frequência e eletromagnéticas de alta frequência.
  • Possui interface gráfica que facilita a utilização das múltiplas ferramentas de análise e projeto disponíveis.

Interface gráfica do programa PacDyn

O programa PacDyn é aplicado para analisar oscilações, em especial as  eletromecânicas, mas também as oscilações resultantes de dinâmicas dos controles e, no caso de modelagem em alta frequência, também as oscilações dos transitórios eletromagnéticos, que influenciam na dinâmica de equipamentos de eletrônica de potência, como os FACTS e elos de corrente contínua. Outro fenômeno analisado pelo PacDyn que pode resultar em oscilações indesejáveis é a ressonância subsíncrona, que pode ocorrer quando é aplicada compensação por capacitores série em linha de transmissão próximas a usinas térmicas. Quando há uma sintonia de frequência, podem ocorrer vibrações crescentes que podem levar a danos físicos nos eixos mecânicos das máquinas.

Na análise do PacDyn é possível identificar as causas das oscilações, os elementos participantes e as formas de mitigação, incluindo a solução por ajuste de controladores e emprego de estabilizadores.

Atualmente, o PacDyn é utilizado por  empresas do setor elétrico brasileiro, em especial as pelas responsáveis pelas usinas, FACTS ou elos de corrente contínua do sistema, pelo ONS e pela  EPE (responsável pelos estudos de planejamento da expansão) na análise de oscilações de forma geral, em combinação com as simulações do  ANATEM  Também é utilizado em estudos de estabilidade a pequenos sinais, no Brasil e no exterior, por consultoras, universidades, operadores e planejadores de sistemas elétricos.

Veja mais algumas características e funcionalidades do PacDyn:

  • Identificação de modos de oscilação pouco amortecidos ou instáveis e as suas naturezas;
  • Identificação de elementos responsáveis por um modo crítico;
  • Identificação dos locais mais adequados para a instalação de PSS e dispositivos FACTS para amortecimento de oscilações;
  • Identificação dos controladores cujos ajustes estão inadequados;
  • Projeto de controladores utilizando técnicas de resposta em frequência, root-locus e alocação de polos;
  • Validação e testes do modelo linear usando simulação no tempo;
  • Análise de múltiplos cenários;
  • Avaliação de segurança em tempo real;
  • Utilização integrada ao Anatem, AnaHVDC e aos programas auxiliares EditCepel, CDUEdit e PlotCepel.


E-mail institucional

pacdyn@cepel.br

Palavras-Chave

Estabilidade a pequenos sinais
Análise Linear
Oscilações Eletromecânicas
Oscilações eletromagnéticas
Dinâmica
Controle
Transitórios eletromagnéticos
FACTS
Elos de corrente contínua
Estabilizadores

 

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