31.3 : Estabilidade transitória e controles do sistema

A análise de estabilidade multimáquina é crucial para entender a dinâmica e a estabilidade de sistemas de energia com várias máquinas síncronas. O objetivo é resolver as equações de oscilação para uma rede de máquinas M conectadas a um sistema de energia de barramento N.

Ao analisar o sistema, as equações nodais representam a relação entre tensões de barramento, tensões de máquina e correntes de máquina. A equação nodal é dada por:

V é o vetor N de tensões de barramento, E é o vetor M de tensões de máquina, I é o vetor M de correntes de máquina. Y_11, Y_12, Y_21 e Y_22 são matrizes de admitância N×N, N×M, M×N e M×M, respectivamente. As equações podem ser desacopladas como:

Assumindo que E é conhecido, a primeira equação pode ser resolvida iterativamente para V usando métodos como eliminação de Gauss ou Gauss-Seidel. Uma vez que V é calculado, I pode ser obtido a partir da segunda equação.

A potência elétrica real de saída da máquina n é:

O procedimento de cálculo da estabilidade transitória envolve a resolução iterativa das equações de oscilação e das equações de fluxo de potência:

• Determine as tensões iniciais do barramento V_k, as correntes da máquina I_n e as saídas de potência pan.
• Calcule E_n.
• Modifique Y_11 e calcule Y_22 e Y_12.
• Inicialize t=0.
• Determine se há alguma operação de comutação ou alterações de carga.
• Calcule as potências elétricas da máquina no tempo t.
• Use estimativas iniciais para calcular ângulos de potência δ e velocidades de máquina ω no tempo t+Δt.
• Refine as estimativas de potências elétricas no tempo t+Δt.
• Finalize ângulos de potência δ e velocidades de máquina ω no tempo t+Δt.
• Incremente o tempo e repita as etapas até o final da simulação.
• A seleção precisa do tempo é crucial para evitar instabilidades na integração numérica.

Seguindo essas etapas e usando as equações fornecidas, os engenheiros podem analisar a estabilidade transitória de sistemas de energia multimáquina e garantir uma operação confiável sob várias condições.