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Disciplina: Sistemas Elétricos de Potência Potência - Curso de Graduação em Engenharia Elétrica Professor: Antônio José Betel Ribeiro Gomes Resumo: Essas notas de aula sintetizam os principais comandos do software PowerWorld para a montagem e simulação de um sistema elétrico de potência. ___________________ ____________________________ __________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________ __
UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE POWERWORLD As primeiras aulas têm o objetivo principal de proporcionar a capacitação dos alunos alunos na utilização do software Powerworld, através do projeto, operação e planejamento de um sistema elétrico de potência, utilizando-se, inclusive, dados e parâmetros reais. Serão fornecidos os comandos básicos do aplicativo e as orientações necessárias para obtenção daqueles mais avançados, que fazem parte do aprendizado e da avaliação dos alunos.
INTRODUÇÃO O software Powerworld é um aplicativo computacional para simulações de sistemas de grande porte (Sistemas de Potência), incluindo-se o fluxo de potência. Apresenta uma interface gráfica bastante amigável, cuja customização é semelhante àquelas dos programas desenvolvidos em Windows, facilitando sobremaneira o aprendizado. aprendizado. Basicamente, o programa calcula, a partir da topologia da rede e das condições de carga e de geração, as potências ativas e reativas no sistema, além dos módulos das tensões e ângulos nas barras de carga, calculando, também, as perdas ativas e reativas desse sistema.
PRINCIPAIS COMANDOS Para iniciar a montagem do sistema deve-se localizar o programa (executável ou aplicativo) Powerworld, na área de trabalho ou no endereço default de instalação, apresentado a seguir: C:\Arquivos de Programas\Powerworld Programas\Powerworld\Simulator\Pwrw \Simulator\Pwrworld orld ou Pwrworld.exe. Pwrworld.exe. Clicar duas vezes no respectivo ícone do programa e iniciar um novo caso (projeto ou sistema), através do comando File\New Case. O software abrirá uma área de trabalho, para a montagem do sistema a ser simulado, cuja plataforma está baseada em um sistema de coordenadas cartesianas XY, que permitirá a localização e o posicionamento referenciais dos elementos da respectiva rede. O programa conta com um modo de edição (Edit Mode), que deverá estar habilitado no momento da montagem do sistema, e um modo de simulação (Run Mode), para efetuar o processamento (simulação) do fluxo de potência, após a montagem da rede. Como todo programa em Windows, no Powerworld pode-se utilizar os comandos File, Edit, Insert, Format, Options, etc., ou os botões de atalho customizados, que são sensíveis ao contexto, ou seja, basta posicionar (sem clicar) o mouse sobre tais botões, que surge uma mensagem explicativa sobre a função dos mesmos. Como sugestão, deve-se montar o sistema no centro da área de trabalho, para facilitar posteriores acréscimos ou modificações na rede, e dimensionar os elementos de forma racional, lembrando-
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se que serão inseridos (plotados) os resultados das simulações próximos aos elementos, como tensões nas barras (módulo e ângulo), fluxos de potência ativa e reativa nas linhas e transformadores, geração de potência ativa e reativa nos geradores, etc., portanto, os elementos da rede não devem ficar muito próximos uns dos outros, nem devem ser subdimensionados, evitando-se, assim, a superposição dos resultados na tela. Preferencialmente, deve-se iniciar a montagem pela introdução de todas das barras do sistema, pois, fica mais fácil uma posterior reorganização da rede, antes da introdução das linhas e transformadores. Deve ser observado que, depois da inserção de qualquer elemento, para se obter as suas informações, basta clicar com o botão direito do mouse sobre o elemento, que abrirá uma caixa de diálogo com as referidas informações. Além dessa caixa de diálogo, aparece também um comando para adicionar novos campos (informações ou resultados de simulações) nas proximidades desse elemento, bem como outros comandos a serem utilizados nas próximas aulas. A seguir são apresentados os comandos básicos do Powerworld, que deverão ser utilizados na confecção da rede a ser montada e analisada. Para inserir os elementos do sistema, deve se proceder da seguinte forma: 1) Barra: (insert + bus) a) Bus Number: número de identificação da barra. b) Bus Name: nome identificador da barra c) Shape (orientation): vertical/horizontal. d) Pixel Thickness: espessura do traço da linha da barra. e) Display Size: tamanho da barra. f) Area Number: número da área da barra cadastrada. g) Zone Number: número da zona (subárea) da barra cadastrada. h) Nominal Voltage: tensão nominal da barra em kV. i) Voltage (pu): tensão da barra em pu. j) Angle (degrees): ângulo da tensão da barra em graus. k) System Slack Bus: barra Swing ou Slack do sistema, que fornecerá a referência de ângulo para o sistema e se responsabilizará pelas perdas de potência da rede. 2) Linha de transmissão: (insert + transmission line). Efetuar um click com o botão direito do mouse na primeira barra e não mantê-lo pressionado. Arrastar o mouse, sem apertar os botões, levando a linha de transmissão até a segunda barra, onde deverá ser aplicado um click duplo com o botão esquerdo do mouse, para que seja aberta a caixa de diálogo para o preenchimento dos parâmetros da linha de transmissão. a) b) c) d)
Number: from bus (barra origem) / to bus (barra destino). Circuit: nº identificador do circuito da linha. Nominal kV: tensão nominal da linha em kV. Parameters Display: parâmetros linha - series resistance (resistência série) , series reactance (reatância série), shunt charging (susceptância shunt total) em p.u. na base 100 MVA. e) Limites: limites de carregamentos da linha para regime normal (Limite A) e de emergência (Limites B e C). f) Status: situação operativa da linha (open-aberta e closed-fechada). g) Display Pixel Thickness: espessura do traço da linha. h) Anchored: Fixação de Labels - manter desmarcado.
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3) Carga: (insert + load) e clicar na barra da carga a) b) c) d) e)
ID: n° de identificação da carga. Orientation: posição da carga no diagrama (direita, esquerda, p/ cima, p/ baixo). Display Width – largura da carga. MW Value: potência ativa da carga – P, I ou Z constante. Mvar Value: potência reativa da carga – P, I ou Z constante.
4) Shunt (Capacitor ou Reator) Manobrável: (insert + switched shunt) a) Nominal Mvar: potência nominal do banco de capacitor ou reator. b) Control Mode: Modo de Controle: fixed - Mvar é fixo, discrete - Mvar varia discretamente e continuous varia de forma contínua. 5) Transformador: (insert + transformer) – os dados a serem preenchidos são bem parecidos com os da linha de transmissão. A parte de controle de tensão via comutador de tap sob carga será explicada em aulas posteriores. 6) Gerador : (insert + generator) a) Fuel Type: tipo de combustível: marcar Hydro (hidráulica) por enquanto. b) MW and Voltage Control: - MW Output: potência ativa gerada (de saída da máquina). - Available for AGC – disponibilidade de controle automático de geração. c) Min. MW Output – potência ativa mínima de saída. d) Max. MW Output – potência ativa máxima de saída. e) AVR: Controle Automático da Tensão f) Voltage Control: - Mvar output: potência reativa gerada (de saída da máquina). - Min. Mvar Output – potência reativa mínima de saída. - Max. Mvar Output – potência reativa máxima de saída. - Available for AVR – disponibilidade de controle automático de tensão. - Regulated Bus Number: número da barra que terá a tensão regulada (controlada). - SetPoint Voltage: valor fixado para a tensão da barra controlada. 7) Medidores (insert field): a) Medidores para barra, carga, geradores, reatores e banco de capacitores; b) Medidores para transformador e linhas de transmissão. Ao salvar o sistema elétrico que foi montado (construído) é muito importante lembrar que são arquivos a serem salvos, um correspondente ao diagrama e outro aos dados topológicos, cujas extensões são, respectivamente, .pwb (diagrama) e .pwd (dados topológicos). Nunca altere (renomeie) o nome do arquivo via explorer do W indows, pois, tal procedimento pode corromper os arquivos. Portanto, caso seja necessário alterar os nomes dos arquivos, utilizar o comando salvar como (save as) dentro do aplicativo.
