Construção e análise de áreas de atração de sistemas máquina contra barramento...

O presente trabalho propõe uma análise a respeito do problema de Estabilidade Transitória de Ângulo de um Sistema Elétrico de Potência (SEP) constituído por um grupo de geradores síncronos ligado a um barramento infinito. O estudo restringe-se ao cálculo experimental de áreas de atração para diferentes sistemas, resultantes da variação de parâmetros mecânicos e elétricos de um caso base. Empregam-se nos parâmetros elétricos e mecânicos do sistema (tensões nas barras, constantes de inércia e amortecimento dos geradores, reatâncias de linhas de transmissão e de transformadores) dados reais de um modelo simplificado do setor de 60 Hz da Usina Hidroelétrica (UHE) Itaipu Binacional. Trata-se de um problema Máquina contra Barramento Infinito (ou SMIB, do Inglês Single Machine Versus Infinite Bus), no qual utiliza-se o Modelo Clássico (Voltage behind transient reactance) para representação da máquina síncrona. A partir do modelo estabelecido e dos valores dos parâmetros obtidos, devem ser efetuados estudos típicos da análise de estabilidade: a construção da área de atração do sistema pós falta simulando seu comportamento para um número finito de condições iniciais. Para cada uma delas, realiza-se a solução computacional de suas equações diferenciais por método numérico baseado na fórmula de Runge-Kutta. O conhecimento da área de atração, da forma como é construída, e de sua fronteira, permite obter uma visão geral e precisa a respeito das condições de estabilidade do sistema, à medida em que evidencia todo o conjunto de condições iniciais para as quais a trajetória do sistema aproxima-se do ponto de equilíbrio estável.

Palavras-chave em Inglês

Stability
Electric power system
Attraction area
Single machine versus infinite bus

Resumo em Inglês

This work proposes an analysis about the Transient Angle Stability problem of an Electric Power System (SEP) consisting of a group of synchronous generators connected to an infinite bus. The study is restricted to the experimental calculation of attraction areas for different systems, resulting from the variation of mechanical and electrical parameters of a base case. The electrical and mechanical parameters of the system (bus voltages, generator inertia and damping constants, transmission line and transformer reactances) are used in a simplified model of 60 Hz branch of the Hydroelectric Power Plant (HPP) Itaipu Binacional. This is a Single Machine Versus Infinite Bus (SMIB) problem, in which the Voltage Behind Bransient Reactance Model (or Classical Model) is used to represent the synchronous machine. From the established model and obtained parameter values, typical studies of stability analysis should be performed: the construction of the attraction area of the post fault system simulating its behavior for a finite number of initial conditions. For each of them, the computational solution of their differential equations by numerical method based on the Runge-Kutta formula is performed. Knowing the area of attraction, the way it is built, and its boundary gives an accurate and general view of the stability conditions of the system as it highlights the full set of initial conditions for which the trajectory system approaches the stable equilibrium point.

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Data de Publicação

2020-03-27

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