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Índices Calculados na Análise de Interação entre Fontes Shunt Controladas por CDU

A seguir é feito o detalhamento dos índices calculados automaticamente no Anatem para todas as barras com modelos de fontes de geração associadas via DFNT.

Short-Circuit Ratio (SCR)

O SCR (Short Circuit Ratio) provê uma significativa informação quanto à robustez do sistema CA frente ao montante de potência injetada pela fonte shunt controlada. O índice é calculado como

\(SCR_{i} = \dfrac{S_{CC_{i}}}{P_{fnt_{i}}}\)

onde \(S_{CC_{i}}\) corresponde à potência de curto-circuito da barra de conexão da fonte shunt controlada (utilizando modelagem PECO como default) e \(P_{fnt_{i}}\) é o somatório da potência de todos os grupos de fontes shunt controladas conectadas à barra \(i\).

Multi-Infeed Interaction Factor (MIIF) - Default

A extrapolação do conceito do MIIF (Multi Infeed Interaction Factor) para a análise da interação entre fontes shunt controladas se baseia na aplicação deste índice como um parâmetro de sensibilidade, obtido através de simulações, e que procura estimar a distância elétrica entre as barras CA das fonte shunt controlada envolvidas no cálculo. Este índice é calculado pela razão entre a variação de tensão terminal na barra da fonte \(j\), quando aplica-se um afundamento de \(1\%\) na tensão da barra da fonte \(i\). Este índice é calculado pela expressão

\(MIIF_{j,i} = \dfrac{\Delta V_{j}}{\Delta V_{i}}\)

A variação de \(1\%\) na tensão da barra da barra \(i\) é considerada para que a resposta do sistema permaneça na faixa linear de operação.

Este índice é calculado em relação a todas as barras \(j\) do sistema que também participam desta análise.

Multi-Infeed Interaction Factor (MIIF) - Opção YBUS habilitada

Com a opção YBUS habilitada, o Multi-Infeed Interaction Factor é calculado em função das impedância da rede elétrica, desprezando os efeitos não lineares da rede e a ação dos sistemas de controle, considerando a rede elétrica formada apenas por impedância lineares.

Este índice é calculado pela expressão abaixo

\(MIIF_{j,i} = \dfrac{Z_{ij}}{Z_{ii}}\)

Potencial de Interação (PI)

O Potencial de Interação (PI) entre as barras CA das fonte shunt controlada pode ser estimado pela combinação da proximidade elétrica (medida pelo MIIF) e da relação das potências injetadas pelas fontes shunt controladas. Matematicamente, o potencial de interação é calculado como

\(PI_{j,i} = MIIF_{j,i} \dfrac{P_{fnt_{j}}}{P_{fnt_{i}}}\)

Por default, o índice \(MIIF_{j,i}\) considerado no cálculo do \(PI_{j,i}\) é obtido via simulações dinâmicas. No entanto, se a opção YBUS for habilitada, este índice será calculado utilizando os elementos da matriz de impedâncias da rede (\(Z_{barra}\)).

Multi-Infeed Interaction Short-Circuit Ratio (MISCR)

O MISCR (Multi Infeed Interaction SCR) é definido em função do MIIF e das potências das fontes shunt controladas envolvidas, sendo calculado, para a i-ésima fonte shunt controlada, como

\(MISCR_{i} = \dfrac{S_{CC_{i}}}{P_{fnt_{i}} + \sum^{k}_{j=1}(MIIF_{j,i} P_{fnt_{j}})}\)

onde \(k\) corresponde ao número de fontes shunt controladas no caso em análise, \(S_{CC_{i}}\) é a potência de curto-circuito da barra de conexão da fonte (utilizando modelagem PECO), \(P_{fnt_{j}}\) é a potência da j-ésima fonte, em \(pu\), e \(MIIF_{j,i}\) é o parâmetro de sensibilidade que procura estimar a distância elétrica entre as fontes envolvidas no cálculo.

Multi-Infeed Short Circuit Ratio (MSCR)

O MSCR (Multi Infeed Short Circuit Ratio) é baseado nos elementos da matriz de impedâncias de barra do sistema (\(Z_{barra}\)) e também pode ser utilizado para avaliar o impacto da interação entre as fontes shunt controladas existentes, sendo calculado, para a i-ésima fonte shunt controlada, como

\(MSCR_{i} = \dfrac{1}{\sum^{k}_{j=1}(P_{fnt_{j}} Z_{i,j})}\)

onde \(k\) corresponde ao número de fontes shunt controladas, \(P_{fnt_{j}}\) é a potência da j-ésima fonte, em \(pu\), e \(Z_{i,j}\) é o elemento da posição \((i,j)\) da matriz de impedâncias de barra \(Z_{barra}\) no sistema.

Verifica-se que, no caso onde apenas uma fonte shunt controlada está presente, o valor de MSCR coincide com o valor do SCR convencional. Os produtos \(P_{fnt_{j}} Z_{i,j}\) do somatório do denominador das equações do MSCR são denominados fatores de participação e podem ser utilizados como uma medida da influência da j-ésima fonte na relação de curto circuito das i-ésimas fontes próximos.

Aviso

Para efeito do cálculo dos índices da análise de interação entre fontes, utiliza-se a modelagem PECO, na qual são desconsiderados os seguintes elementos para a montagem da matriz \(Z_{barra}\):

  • Parcela Z da carga dos barramentos;

  • Geração não modelada;

  • Elementos shunt;

  • Motores de Indução;

  • Fontes shunt controladas;

  • Taps e defasamento de transformadores;

  • Line charging;

  • Todos os demais elementos com ligação para terra na sequência positiva, exceto máquinas síncronas modeladas;

Ver também

Consulte a seção sobre Fonte Shunt Controlável por CDU para maiores informações a respeito da definição e associação de fontes shunt controladas por Controladores Definidos pelo Usuário às barras de geração definidas no programa Anarede.