Configurações da Simulação

As parametrizações e configurações das simulações são acessadas no menu Simulação clicando no ícone do botão Configurações de simulação.

Formulário de edição das configurações de simulação

A imagem abaixo apresenta o formulário de edição das configurações de simulação:

Esse formulário é subdividido em quatro contextos distintos:

• Geral: no qual são inseridas informações gerais e comuns a várias simulações;
• Fluxo de carga: local onde é selecionado o método de solução numérica, assim como seus parâmetros;
• Estabilidade: contendo opções de simulação no tempo e parâmetros do método de integração;
• Carga ZIP: contém as opções gerais das cargas do tipo ZIP no estudo de estabilidade.

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Geral

Potência base

Potência base do sistema utilizada para conversão dos dados reais em $p.u.$ e vice-versa. Pode ser inserido em VA, kVA ou MVA.

Dica

A potência base de cada elemento pode ser distinta da potência base do sistema. Para isso, basta marcar a opção "Utilizar potência nominal [do elemento] como base", presente em seus respectivos formulários de edição da dados.

Frequência do sistema

Define a frequência nominal do sistema.

Cuidado!

Ao alterar a frequência nominal atente-se ao campo "Frequência de circuito aberto" das máquinas síncronas.

Cálculo contínuo

Habilita ou desabilita o cálculo contínuo para os cálculos de curto-circuito, nível de curto-circuito e distorções harmônicas. O cálculo contínuo para o fluxo de carga é sempre habilitado.

Dica

Para habilitar o cálculo contínuo aperte o botão Habilitar solução presente no menu Simulação.

Com essa opção, os cálculos estáticos selecionados são automaticamente realizados ao modificar quaisquer parâmetros da rede, como dados elétricos e acionamento dos disjuntores dos elementos (remoção ou inserção).

Fluxo de carga

Método de solução

Define o método de solução numérica para o estudo de fluxo de carga. Na versão atual, está presente no PSP-UFU os seguintes métodos:

• Gauss-Seidel
• Newton-Raphson
• Gauss-Newton híbrido

Fator de aceleração

Fator utilizado para acelerar a convergência nos métodos de Gauss. A utilização do fator de aceleração é realizada por meio da equação:

$$\dot{V}_{i_{AC}}^{(v + 1)} = \alpha \left( \dot{V}_{i}^{(v + 1)}- \dot{V}_{i_{AC}}^{(v)} \right) + \dot{V}_{i_{AC}}^{(v)}$$

Em que:

• $\dot{V}_{i_{AC}}^{(v + 1)}$ é a tensão complexa da iteração atual com fator de aceleração aplicado
• $\dot{V}_{i}^{(v + 1)}$ é a tensão complexa da iteração atual
• $\dot{V}_{i_{AC}}^{(v)}$ é a tensão complexa da iteração anterior com fator de aceleração aplicado
• $\alpha$ é o fator de aceleração

Essa opção é habilitada somente para os métodos de Gauss-Seidel e Gauss-Newton híbrido.

Tolerância

É o valor de erro entre as iterações (em $p.u.$) no qual é obtida a convergência do método numérico.

Para o método de Gauss-Seidel o erro é calculado pelo maior valor do módulo da diferença entre a tensão na iteração anterior e atual ($e = \left| V_{i}^{(v + 1)} - V_{i}^{(v)} \right|$); enquanto que no método de Newton-Raphson esse erro é o módulo do maior valor de ajuste de potência ($|\Delta P|$ ou $|\Delta Q|$).

Iterações máx

É o número máximo de iterações que um método poderá alcançar. Caso esse valor seja alcançado, o cálculo de fluxo de carga é interrompido com erro.

Ângulo da barra de referência

É o valor do ângulo da barra de referência, em graus.

Inércia do Newton

É o valor que multiplica as correções de potência. Valores maiores que $1{,}0$ incrementam a correção e menores que $1{,}0$ diminuem a correção.

Informação

Valores menores que $1{,}0$ podem auxiliar na convergência, porém aumentam o número de iterações e consequentemente o tempo de processamento do método.

Essa opção é habilitada somente para o método de Newton-Raphson.

Tolerância do Gauss

Define a tolerância do Gauss-Seidel para o método híbrido. Essa opção é habilitada somente para o método de Gauss-Newton híbrido.

Uma vez que o Newton-Raphson é consideravelmente sensível às condições iniciais, as primeiras iterações são calculadas utilizado o Gauss-Seidel até que o erro fique menor que a tolerância especificada no campo “Tolerância do Gauss”. A partir desse ponto o cálculo é realizado utilizando o método de Newton-Raphson até que se obtenha a convergência com um erro menor que a tolerância estipulada no campo “Tolerância”.

Informação

Tal opção auxilia na convergência de sistemas impossíveis de resolver utilizando Newton-Raphson convencional.

Estabilidade

Passo de integração

Define o passo de integração para o método de integração Trapezoidal Implícito.

Atenção!

Valores muito elevados poderão gerar erros de simulação, enquanto valores muito pequenos aumentarão significativamente o tempo de processamento do cálculo de estabilidade.

Tempo de simulação

Define o tempo total de simulação, em segundos.

Tolerância

Tolerância do processo iterativo (em $p.u.$) do método de integração Trapezoidal Implícito.

Iterações máx

Número máximo de iterações do processo iterativo do método de integração Trapezoidal Implícito. Caso o número de iterações ultrapasse esse valor, o cálculo de estabilidade será encerrado com erro.

Razão de passo dos controles

Define a quantidade passos de integração que o sistema de controle será submetido para $1$ passo de integração do sistema de potência.

Por exemplo, se o passo de integração for definido em $0{,}01~s$ e a razão de passo como $10$, o valor efetivo do passo de integração para os sistemas de controle será de $0{,}001~s$ (10 vezes menor).

Informação

A utilização desse campo se justifica em situações de grandes diferenças nas constantes de tempo das máquinas síncronas (geralmente maiores) e dos sistemas de controle (geralmente menores).

Dica

Um valor de razão de passo de controles igual a $1$ não irá alterar o passo de integração do sistema de controle.

Tempo de impressão

É o intervalo de tempo o qual o programa irá armazenar os dados para impressão em gráficos no tempo.

Cuidado!

Valores muito pequenos (menores que $0{,}001~s$) podem aumentar significativamente o tempo de processamento do cálculo de estabilidade.

O tempo de impressão deve ser maior ou igual ao passo de integração.

Carga ZIP

Utilizar composição geral para todas as cargas do sistema

Habilita a composição da carga ZIP para todas as cargas que não possuem parametrização individual.

Composição da carga (potências ativa e reativa)

Define a composição, em porcentagem, das parcelas de Impedância, Corrente e Potência constantes da carga. Essa composição pode ser implementada individualmente para a potência ativa e reativa.

Atenção!

A soma das parcelas da carga ZIP para uma potência deve ser 100%, caso contrário será exibida uma mensagem de erro.

Subtensão a qual as cargas serão modeladas como impedância constante

Define o valor percentual da tensão ($V_{low}$) que, para valores inferiores a esse, a carga passa a ser considerada como impedância constante pura.

Informação

Cargas de corrente e potência constantes possuem problemas em tensões muito baixas. À medida que a tensão diminui as correntes dessas cargas não reduz, resultando em perda de precisão e problemas na convergência de processos iterativos. Para contornar esse problema utiliza-se uma tensão pré-definida ($V_{low}$), a qual as cargas (ou parcelas) de corrente e potência constantes são modeladas como impedância constante.

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