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Índices Preditivos de Desempenho de Sistemas CA com Multi-Infeed

Esta seção apresenta a metodologia desenvolvida no programa Anatem para o cálculo automático dos índices preditivos de desempenho de sistemas CA com multi-infeed.

SCR
Short-Circuit Ratio

O SCR (Short Circuit Ratio) provê uma significativa informação quanto à robustez do sistema CA frente ao montante de potência injetada pelo tronco CC e consequentemente, uma boa sensibilidade quanto à gama de problemas que se pode esperar quando de perturbações no sistema como um todo. O índice é calculado como

\(SCR_{i} = \frac{S_{CC_{i}}}{P_{dc_{i}}}\)

onde \(S_{CC_{i}}\) corresponde à potência de curto-circuito da barra de conexão do conversores CCAT (utilizando modelagem PECO) e \(P_{dc_{i}}\) à potência do conversor.

Uma questão que sempre foi levantada é a eficácia da aplicação deste índice, como originalmente concebido, a sistemas com múltiplas alimentações CC (elo CCAT em operação conjunta), principalmente porque ele não incorpora o potencial de interação entre os conversores, quando próximos.

MIIF
Multi-Infeed Interaction Factor

O MIIF (Multi Infeed Interaction Factor) é um parâmetro de sensibilidade obtido através de simulações, e que procura estimar a distância elétrica entre os elos CCAT envolvidos no cálculo, através da influência de uma variação de tensão na barra inversora do i-ésimo elo CCAT e seu impacto na tensão da barra inversora do j-ésimo elo CCAT, sendo definido como

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

onde o índice \(j\) representa todos os elos CCAT eletricamente próximos do i-ésimo elo CCAT, \(\Delta V_{i}\) e \(\Delta V_{j}\) são as variações de tensão observadas na i-ésima e j-ésima barras inversoras quando do chaveamento de um reator na i-ésima barra, com \(\Delta V_{i}\) próximo de \(1\%\) para que a resposta do sistema esteja na região da operação linear.

PI
Potencial de Interação

O Potencial de Interação (PI) entre os elos CCAT pode ser estimado pela combinação da proximidade elétrica e da relação das potências injetadas pelos elos. Em outras palavras, se o acoplamento \(MIIF_{j,i}\) é elevado, e se \(P_{dc_{j}}\) representa um elo de pequena dimensão, sua influência sobre o elo \(P_{dc_{i}}\) será pequena. Entretanto, se \(P_{dc_{j}}\) é alto, sua influência sobre \(P_{dc_{i}}\) poderá ser apreciável mesmo se \(MIIF_{j,i}\) for pequeno. Matematicamente, o potencial de interação é calculado como

\(PI_{j,i} = MIIF_{j,i} \frac{P_{dc_{j}}}{P_{dc_{i}}}\)

MISCR
Multi-Infeed Interaction Short-Circuit Ratio

O MISCR (Multi Infeed Interaction SCR) é definido em função do MIIF e das potências dos elos envolvidos, sendo calculado, para o i-ésimo conversor CCAT, como

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

onde \(k\) corresponde ao número de elos CCAT, \(S_{CC_{i}}\) é a potência de curto-circuito da barra de conexão do conversor (utilizando modelagem PECO), \(P_{dc_{j}}\) é a potência do j-ésimo conversor, em \(pu\), e \(MIIF_{j,i}\) é o parâmetro de sensibilidade que procura estimar a distância elétrica entre os elos envolvidos no cálculo.

MSCR
Multi-Infeed Short Circuit Ratio

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 instalações conversoras existentes, sendo calculado, para o i-ésimo conversor CCAT, como

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

onde \(k\) corresponde ao número de elos CCAT, \(P_{dc_{j}}\) é a potência do j-ésimo conversor, 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 um elo CCAT está presente, o valor de MSCR coincide com o valor do SCR convencional. Os produtos \(P_{dc_{j}} Z_{i,j}\) do somatório do denominador das equações do MSCR são denominados fatores de participação e podem ser utilizados como uma medida da influência do j-ésimo elo na relação de curto circuito dos i-ésimos elos próximos.