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Manual do PSS/E

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ISEL – DEEA<br />

Secção de Sistemas de Energia<br />

PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA<br />

Folhas de Apoio ao programa <strong>PSS</strong>/E da Siemens – PTI<br />

Módulos “Powerflow” e “Dynamics”<br />

VERSÃO 30<br />

J. Lagarto<br />

Out. 09


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Índice<br />

1. Introdução ................................................................................... 2<br />

2. Interface gráfica <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E 30 ......................................................... 2<br />

3. Trânsito de Potência (Power Flow) ................................................... 4<br />

3.1 Criar Novo Caso ...................................................................... 4<br />

3.2 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s barramentos ..................................... 5<br />

3.3 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s das linhas ............................................... 6<br />

3.4 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s gera<strong>do</strong>res ......................................... 7<br />

3.5 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s das cargas .............................................. 8<br />

3.6 Introdução de da<strong>do</strong>s de transforma<strong>do</strong>res ................................... 9<br />

4 Cálculo <strong>do</strong> Trânsito de Potência .................................................... 10<br />

5 Saída de resulta<strong>do</strong>s ..................................................................... 12<br />

6 Cálculo dinâmicos com o <strong>PSS</strong>/E .................................................... 17<br />

Anexo 1 - Descrição detalhada <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s a introduzir no módulo<br />

“Powerflow” ....................................................................... 33<br />

Anexo 2 - Exemplos de modelos e formato de da<strong>do</strong>s a introduzir no módulo<br />

“Dynamics” ........................................................................ 34<br />

Pág. 1


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

1. Introdução<br />

O <strong>PSS</strong>/E (Power System Simulator for Engineering) é um pacote de<br />

software que permite efectuar estu<strong>do</strong>s, em regime estacionário e em<br />

regime dinâmico, <strong>do</strong> desempenho de redes de energia eléctrica.<br />

De entre as múltiplas análises que o <strong>PSS</strong>/E permite efectuar, destacam-se<br />

duas particularmente importantes para o estu<strong>do</strong> da disciplina de Produção<br />

de Energia Eléctrica:<br />

• Trânsito de Potência.<br />

• Simulação em regime perturba<strong>do</strong> de uma rede.<br />

Estas duas análises serão explicadas adiante.<br />

2. Interface gráfica <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Para iniciar o <strong>PSS</strong>/E 30 fazer:<br />

Iniciar → Programas → <strong>PSS</strong>E 30 → <strong>PSS</strong>E 30 (Power Flow)<br />

O <strong>PSS</strong>/E utiliza um grafismo semelhante a outras aplicações Win<strong>do</strong>ws, no<br />

qual se reconhecem a barra de menus e diversas barras de ferramentas na<br />

zona superior <strong>do</strong> ecrã e uma barra de esta<strong>do</strong> na zona inferior <strong>do</strong> mesmo.<br />

Além destes destacam-se três componentes da interface gráfica:<br />

• Janela de directórios: onde to<strong>do</strong>s os diferentes tipos de elementos<br />

de uma rede estão representa<strong>do</strong>s sob a forma de directórios que se<br />

podem expandir ou colapsar, dentro <strong>do</strong>s quais se encontram os da<strong>do</strong>s<br />

<strong>do</strong>s diferentes elementos da rede.<br />

• Janela de folha de cálculo: onde se pode introduzir, modificar e<br />

apagar os da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s diversos elementos de uma rede. A cada<br />

separa<strong>do</strong>r da folha de cálculo corresponde um tipo de elemento da<br />

rede e a cada linha dentro desse separa<strong>do</strong>r corresponde um elemento<br />

desse tipo.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

• Janela de progresso/relatório: onde à medida que se vão dan<strong>do</strong><br />

instruções, aparecem os resulta<strong>do</strong>s dessas instruções e onde após o<br />

pedi<strong>do</strong> pelo utiliza<strong>do</strong>r de um relatório, se pode visualizá-lo num<br />

separa<strong>do</strong>r diferente. Sempre que seja solicita<strong>do</strong> pelo utiliza<strong>do</strong>r um<br />

novo relatório, este surge num novo separa<strong>do</strong>r, permitin<strong>do</strong> a<br />

visualização de diferentes relatórios a partir da selecção <strong>do</strong>s<br />

diferentes separa<strong>do</strong>res.<br />

Na Figura 1 apresenta-se uma imagem da interface gráfica <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E 30.<br />

Janela de Directórios<br />

Janela de Folha de Cálculo<br />

Janela de Progresso/Relatório<br />

Figura 1 – Interface gráfica <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E 30.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

3. Trânsito de Potência (Power Flow)<br />

3.1 Criar Novo Caso<br />

Quan<strong>do</strong> se inicia o <strong>PSS</strong>/E, a janela de folha de cálculo não se encontra<br />

visível, apenas fican<strong>do</strong> quan<strong>do</strong> se abre um ficheiro já existente ou se cria<br />

um novo caso.<br />

Assim, o primeiro passo a efectuar será a criação de um novo ficheiro<br />

(caso). Para isso, carrega-se no botão ou na barra de menus faz-se:<br />

File → New<br />

Após esta acção surge a caixa de diálogo “New” onde o utiliza<strong>do</strong>r deve<br />

escolher “Case”.<br />

Figura 2 – Caixa de diálogo “New”<br />

Após fazer Ok, surge uma outra caixa de diálogo “Build New Case”, onde se<br />

deve escolher a potência de base a utilizar, e onde se pode escrever duas<br />

linhas de identificação <strong>do</strong> caso.<br />

Figura 3 – Caixa de diálogo “Build New Case”<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Após clicar em Ok, surge então a janela de folha de cálculo onde se pode<br />

iniciar a introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s elementos da rede.<br />

3.2 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s barramentos<br />

Para introduzir os da<strong>do</strong>s referentes aos barramentos o separa<strong>do</strong>r “Buses”<br />

da janela da folha de cálculo deve estar activo.<br />

Separa<strong>do</strong>r “Buses” activo<br />

Figura 4 – Janela de folha de cálculo com o separa<strong>do</strong>r “Buses” activo<br />

De entre diversos da<strong>do</strong>s possíveis de introduzir para os barramentos<br />

aqueles que nos interessam para o nosso estu<strong>do</strong> são os seguintes:<br />

• Bus Number: é o número <strong>do</strong> barramento. Não é necessário que seja<br />

um número sequencial.<br />

• Bus Name: é o nome <strong>do</strong> barramento. Pode conter até 12 caracteres.<br />

• Base kV: é a tensão de base <strong>do</strong> barramento. Normalmente assumese<br />

o valor da tensão nominal <strong>do</strong> barramento.<br />

• Code: é o código <strong>do</strong> barramento. Pode assumir os seguintes valores:<br />

1 – Barramento de carga (PQ)<br />

2 – Barramento de geração (PU)<br />

3 – Barramento de referência<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

• B-Shunt: é a componente reactiva de uma admitância ligada ao<br />

barramento. Se a admitância corresponder a um condensa<strong>do</strong>r B-<br />

Shunt é um valor positivo se for uma indutância é negativo. Deve ser<br />

introduzi<strong>do</strong> em MVAr.<br />

Nos campos G-Shunt ou B-Shunt não devem ser introduzi<strong>do</strong>s valores<br />

respeitantes a cargas ou a admitâncias transversais de linhas ou<br />

admitâncias de magnetização de transforma<strong>do</strong>res.<br />

As células a cinzento correspondem a campos que são apenas de leitura,<br />

não poden<strong>do</strong> por isso introduzir-se ou modificar-se qualquer da<strong>do</strong>.<br />

3.3 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s das linhas<br />

Para introduzir os da<strong>do</strong>s referentes às linhas deve-se activar o separa<strong>do</strong>r<br />

“Branches”.<br />

Separa<strong>do</strong>r “Branches” activo<br />

Figura 5 – Janela de folha de cálculo com o separa<strong>do</strong>r “Branches” activo<br />

Os da<strong>do</strong>s respeitantes às linhas que se devem introduzir são os seguintes:<br />

• From Bus: deve-se indicar o número <strong>do</strong> barramento de onde liga uma<br />

extremidade da linha.<br />

• To Bus: deve-se indicar o número <strong>do</strong> barramento onde liga a outra<br />

extremidade da linha.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

• Id: é o número de identificação da linha. Por defeito o seu valor é 1.<br />

Caso existam mais <strong>do</strong> que uma linha ligada entre <strong>do</strong>is barramentos,<br />

este é o número que distingue cada uma dessas linhas.<br />

• Line R: é a resistência da linha em p.u..<br />

• Line X: é a reactância indutiva da linha em p.u..<br />

• Charging: é a admitância transversal total da linha em p.u..<br />

3.4 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s gera<strong>do</strong>res<br />

Para introduzir os da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s gera<strong>do</strong>res, deve-se criar em primeiro lugar as<br />

centrais (Plants) que vão albergar os gera<strong>do</strong>res (machines). Assim, deve-se<br />

activar o separa<strong>do</strong>r “Plants”, onde se deve introduzir o número <strong>do</strong><br />

barramento ao qual a central está ligada no campo Bus Number. Outros<br />

campos que no nosso caso não é necessário preencher são o campo<br />

Vsched, que é o valor da tensão a controlar no barramento indica<strong>do</strong> no<br />

campo Remote Bus Number, que caso seja 0 é a tensão a controlar no<br />

barramento ao qual a central está ligada.<br />

Separa<strong>do</strong>r “Plants” activo<br />

Figura 6 - Janela de folha de cálculo com o separa<strong>do</strong>r “Plants” activo<br />

Após a criação da central, pode-se dar início à introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s<br />

referentes aos gera<strong>do</strong>res. Para isso activa-se o separa<strong>do</strong>r “Machines”.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Separa<strong>do</strong>r “Machines” activo<br />

Figura 7 - Janela de folha de cálculo com o separa<strong>do</strong>r “Machines” activo<br />

Neste separa<strong>do</strong>r os da<strong>do</strong>s a introduzir são:<br />

• Bus Number: é o número <strong>do</strong> barramento ao qual o gera<strong>do</strong>r está<br />

liga<strong>do</strong>.<br />

• Id: é o número de identificação <strong>do</strong> gera<strong>do</strong>r. Por defeito assume o<br />

valor 1. Caso existam mais <strong>do</strong> que um gera<strong>do</strong>r liga<strong>do</strong> ao barramento<br />

este é o número que distingue esses gera<strong>do</strong>res.<br />

• Pgen: Potência activa gerada em MW.<br />

• Qgen: Potência reactiva gerada em MVAr.<br />

( A obrigatoriedade de introduzir Pgen ou/e Qgen depende <strong>do</strong> tipo de<br />

barramento)<br />

3.5 Introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s das cargas<br />

Para introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s das cargas deve-se activar o separa<strong>do</strong>r “Loads”.<br />

Separa<strong>do</strong>r “Loads” activo<br />

Figura 8 - Janela de folha de cálculo com o separa<strong>do</strong>r “Loads” activo<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Os da<strong>do</strong>s das cargas que se devem introduzir são:<br />

• Bus Number: Número <strong>do</strong> barramento ao qual a carga se encontra<br />

ligada.<br />

• Id: Número de identificação da carga. Por defeito este campo assume<br />

o valor 1. Caso existam mais <strong>do</strong> que uma carga ligada ao<br />

barramento, este é o número que distingue essas cargas.<br />

• Pload: Potência activa consumida pela carga em MW.<br />

• Qload: Potência reactiva consumida pela carga em MVAr.<br />

3.6 Introdução de da<strong>do</strong>s de transforma<strong>do</strong>res<br />

Para introdução de da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s transforma<strong>do</strong>res deve-se activar o separa<strong>do</strong>r<br />

“2 Winding Transformers”.<br />

Separa<strong>do</strong>r “2 Winding Transformers” activo<br />

Figura 9 - Janela de folha de cálculo com o separa<strong>do</strong>r “2 Winding Transformers” activo<br />

Os da<strong>do</strong>s a introduzir para os transforma<strong>do</strong>res são:<br />

• From Bus: é o número <strong>do</strong> barramento onde está liga<strong>do</strong> um <strong>do</strong>s<br />

enrolamentos <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r.<br />

• To Bus: é o número <strong>do</strong> barramento onde está liga<strong>do</strong> o outro<br />

enrolamento <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r.<br />

• Id: Número de identificação <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r. Por defeito o seu valor<br />

é 1. Caso existam mais <strong>do</strong> que um transforma<strong>do</strong>r liga<strong>do</strong> entre <strong>do</strong>is<br />

barramentos, este é o número que distingue cada um desses<br />

transforma<strong>do</strong>res.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

• Impedance I/O code: é o código da impedância <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r.<br />

Deve-se escolher o código “Zpu (Winding Base)”, para que a<br />

impedância possa ser introduzida em p.u., na base de potência a<br />

introduzir no campo Winding MVA e nas tensões de base <strong>do</strong>s<br />

enrolamentos. Nestas condições a impedância <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r em<br />

p.u., coincide com a tensão de curto-circuito (ucc/100).<br />

• X: é a reactância de curto-circuito <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r em p.u..<br />

• Winding MVA: Base de potência <strong>do</strong>s enrolamentos <strong>do</strong> transforma<strong>do</strong>r<br />

em MVA. Em transforma<strong>do</strong>res de <strong>do</strong>is enrolamentos coincide com a<br />

potência nominal.<br />

4 Cálculo <strong>do</strong> Trânsito de Potência<br />

Antes de passar à fase de cálculo de trânsito de potências, deve-se em<br />

primeiro lugar gravar o caso. Para isso carrega-se no botão na barra<br />

de ferramentas, ou faz-se na barra de menus:<br />

File → Save or Show…<br />

Na caixa de diálogo “Save / Show Network Data” no separa<strong>do</strong>r “Case Data”,<br />

pode-se escolher o local onde se pretende gravar o caso carregan<strong>do</strong> no<br />

botão , o qual abre uma nova caixa de diálogo “Save case data file”,<br />

onde se pode efectuar essa escolha e dar um nome ao ficheiro. Os ficheiros<br />

serão guarda<strong>do</strong>s com a extensão .sav. Em seguida faz-se Abrir e<br />

novamente na caixa de diálogo “Save / Show Network Data” faz-se Ok.<br />

Estas duas caixas de diálogo estão representadas na Figura 10 e na Figura<br />

11.<br />

A partir deste momento está-se então em condições de calcular o trânsito<br />

de potência da rede introduzida. Para isso, carrega-se no botão , ou na<br />

barra de menus faz-se:<br />

Power Flow → Solution → Solve (NSOL/FNSL/FDNS/GSLV/MSLV)…<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 10 – Caixa de diálogo “Save/Show Network Data”<br />

Figura 11 – Caixa de diálogo “Save case data file”<br />

Na caixa de diálogo “Loadflow Solutions” podem-se escolher <strong>do</strong>is méto<strong>do</strong>s<br />

principais, que se encontram em <strong>do</strong>is separa<strong>do</strong>res, “Newton” e “Gauss”.<br />

Para o cálculo <strong>do</strong> trânsito de potência escolhemos o separa<strong>do</strong>r “Gauss” e<br />

deixamos estar as opções que se encontram seleccionadas por defeito. Em<br />

seguida carregamos em Solve. A caixa de diálogo “Loadflow Solutions” com<br />

o separa<strong>do</strong>r “Full Newton” ou “Gauss” selecciona<strong>do</strong> está representada na<br />

Figura 12.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 12 – Caixa de diálogo “Loadflow Solutions”<br />

5 Saída de resulta<strong>do</strong>s<br />

Existem diversas formas de obter os resulta<strong>do</strong>s. A mais imediata é<br />

visualizar os valores das tensões nos barramentos em módulo e argumento<br />

no separa<strong>do</strong>r “Buses” nos campos Voltage e Angle, respectivamente.<br />

Para visulizar o perfil de geração da rede, ou seja, que potências activas e<br />

reactivas estão a ser geradas pelos diferentes gera<strong>do</strong>res, activamos o<br />

separa<strong>do</strong>r “Machines” e nos campos Pgen e Qgen, podemos ver esses<br />

resulta<strong>do</strong>s.<br />

A localização destes resulta<strong>do</strong>s está indicada na Figura 13 e na Figura 14.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Valores das tensões em módulo e<br />

argumento nos barramentos<br />

Figura 13 – Localização <strong>do</strong>s valores da tensão em módulo e argumento no separa<strong>do</strong>r “Buses”.<br />

Valores das potências activa e reactiva.<br />

Figura 14 – Localização <strong>do</strong>s valores das potências activas e reactivas geradas no separa<strong>do</strong>r<br />

“Machines”<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Outra forma de visualizar os resulta<strong>do</strong>s é sob a forma gráfica, através de<br />

um diagrama. Para obter este resulta<strong>do</strong> terá que se carregar no botão<br />

existente na barra de ferramentas. Após esta acção aparece a caixa de<br />

diálogo “Select Bus” onde se deve indicar o número <strong>do</strong> barramento para o<br />

qual se pretende visualizar os resulta<strong>do</strong>s sob a forma gráfica, ou carregar<br />

no botão Select… e escolher o barramento de uma lista apresentada na<br />

caixa de diálogo “Bus Selection”. Estas duas situações são apresentadas na<br />

Figura 15 e na Figura 16.<br />

Figura 15 – Caixa de diálogo “Select Bus”<br />

Figura 16 – Caixa de diálogo “Bus Selection”.<br />

Após a escolha <strong>do</strong> barramento, carrega-se em Ok na caixa de diálogo<br />

“Select Bus”. Após esta acção é criada uma nova janela de visualização <strong>do</strong><br />

diagrama em cima da janela de folha de cálculo. Uma imagem <strong>do</strong> diagrama<br />

é apresentada na Figura 17.<br />

A primeira imagem que surge após o pedi<strong>do</strong> de visualização não é a<br />

indicada. Esta imagem é obtida após manipulação <strong>do</strong>s elementos <strong>do</strong><br />

diagrama.<br />

É possível ao utiliza<strong>do</strong>r pedir a visualização de outro diagrama referente a<br />

resulta<strong>do</strong>s de outro barramento. A navegação entre o diagrama e a janela<br />

de folha de cálculo é feita através da barra de menus, no menu Win<strong>do</strong>w. A<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

navegação entre diagramas é feita através de duplo clique no ponto de<br />

identificação de um barramento liga<strong>do</strong> a uma linha ou transforma<strong>do</strong>r.<br />

Figura 17 – Resulta<strong>do</strong>s em forma de diagrama para o barramento 1.<br />

Outra forma de visualizar os resulta<strong>do</strong>s é sob a forma de relatório. Existem<br />

diferentes tipos de relatórios. No nosso caso o que nos interessa é o “Bus<br />

Based Reports”. Para isso carrega-se no botão na barra de ferramentas<br />

ou faz-se na barra de menus:<br />

Power Flow → Reports → Bus based reports…<br />

Após o qual aparece a caixa de diálogo “Bus Based Reports”. Nesta caixa<br />

pode-se escolher o formato <strong>do</strong> relatório.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 18 – Caixa de diálogo “Bus Based Reports”<br />

Deixam-se inalteradas as opções por defeito desta caixa e carrega-se em<br />

Go.<br />

Na janela de progresso/relatório aparece então um separa<strong>do</strong>r “Report”,<br />

onde constam os cálculos relativos ao trânsito de potência, conforme é<br />

apresenta<strong>do</strong> na Figura 19.<br />

Figura 19 – Resulta<strong>do</strong>s em forma de relatório <strong>do</strong> cálculo <strong>do</strong> trânsito de potência<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

6 Cálculo dinâmicos com o <strong>PSS</strong>/E<br />

Para efectuar cálculos dinâmicos com o <strong>PSS</strong>/E, deve-se em primeiro lugar<br />

introduzir os da<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s elementos da rede no módulo de Power Flow<br />

conforme indica<strong>do</strong> no capítulo anterior, sem no entanto proceder a qualquer<br />

cálculo. Embora, como mais à frente se verá, a partir <strong>do</strong> módulo de cálculo<br />

dinâmico <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E, seja possível aceder ao módulo de Power Flow, a<br />

interface deste último não corresponde ao da versão estudada.<br />

Após a introdução <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s da rede, arranca-se com o módulo de cálculo<br />

dinâmico <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E, fazen<strong>do</strong>:<br />

Iniciar → Programas → <strong>PSS</strong>E 30 → Dynamics_30 4000 Buses<br />

Neste ponto, ten<strong>do</strong> em vista que os procedimentos a executar são muitos, é<br />

altamente recomendável que estes sejam incluí<strong>do</strong>s numa macro, de<br />

mo<strong>do</strong> a repetir to<strong>do</strong> o processo caso seja necessário. Assim para criar a<br />

macro, faz-se:<br />

IO control → Set echo device (ECHO)<br />

Na caixa de diálogo “Activity ECHO” introduzir o nome <strong>do</strong> ficheiro de macro<br />

(*.idv).<br />

Figura 20 – Caixa de diálogo “Activity ECHO”<br />

Pág. 17


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Uma vez que para o cálculo dinâmico é necessário a existência de condições<br />

iniciais, procede-se ao cálculo <strong>do</strong> trânsito de potência. Desta forma, os<br />

valores calcula<strong>do</strong>s servirão de condições iniciais para o estu<strong>do</strong> dinâmico.<br />

De mo<strong>do</strong> a arrancar com o módulo de Power Flow, carrega-se no botão<br />

LOFL.<br />

Figura 21 – Barra de botões <strong>do</strong> módulo dinâmico <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E<br />

Uma vez no módulo de Power Flow <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E, abre-se o ficheiro que havia<br />

si<strong>do</strong> introduzi<strong>do</strong> inicialmente.<br />

Em seguida efectua-se o cálculo <strong>do</strong> trânsito de energia fazen<strong>do</strong>:<br />

Powerflow → Solution → Newton Solutions (NSOL / FNSL / FDNS)<br />

Na caixa de diálogo que surge, no campo “Solution Method” escolher “Full<br />

Newton-Raphson” e carregar em Solve.<br />

Figura 22 – Caixa de diálogo “Newton Solutions”<br />

Pág. 18


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Após o cálculo <strong>do</strong> trânsito de potências procede-se à execução de alguns<br />

coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E, os quais servem para preparar a rede para o cálculo<br />

dinâmico.<br />

• Converter cargas.<br />

Fazer:<br />

Edit → Convert → convert/reconstruct loads (CONL / RCNL)<br />

• Converter gera<strong>do</strong>res<br />

Fazer:<br />

Edit → Convert → Generators (CONG)<br />

Na caixa de diálogo escolher “Use ZSORCE” e carregar em OK.<br />

Figura 23 – Caixa de diálogo “Convert Generators”<br />

• Fazer:<br />

Powerflow → Solution → Order network for matrix operations<br />

(ORDR).<br />

Na caixa de diálogo escolher “Assume all branches are in service” e<br />

carregar em OK.<br />

Figura 24 – Caixa de diálogo “Order Network”<br />

Pág. 19


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

• Fazer:<br />

Powerflow → Solution → Factorize admittance matrix (FACT)<br />

• Fazer:<br />

Powerflow → Solution → Solution for switching studies (TYSL)<br />

Na caixa de diálogo escolher “Use voltage vector as start point” e<br />

carregar em OK.<br />

Figura 25 – Caixa de diálogo “Solution for Switching Studies”<br />

Uma vez executa<strong>do</strong>s estes coman<strong>do</strong>s, volta-se para o módulo dinâmico <strong>do</strong><br />

<strong>PSS</strong>/E carregan<strong>do</strong> em Fact/Rtrn ou fazer:<br />

Dynamics → Return to dynamics activity selector (RTRN).<br />

Em seguida é preciso abrir os ficheiros necessários ao cálculo dinâmico da<br />

rede. Para isso fazer:<br />

File → Input → Read dynamics model data (DYRE)<br />

Figura 26 – Caixa de diálogo “Activity DYRE”<br />

Pág. 20


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Na caixa de diálogo subsequente carrega-se no botão Select…, à direita <strong>do</strong><br />

campo “Dyre File”, e escolhe-se o ficheiro CE_Estab_<strong>PSS</strong>E.<br />

À direita <strong>do</strong> campo “CONEC file” carrega-se no botão Select… e escolhe-se<br />

o ficheiro CONEC.FLX.<br />

Finalmente à direita <strong>do</strong> campo “CONET file” carrega-se no botão Select… e<br />

escolhe-se o ficheiro CONET.FLX. Finalmente carrega-se em OK.<br />

Para visualizar os resulta<strong>do</strong>s, temos de indicar ao <strong>PSS</strong>/E qual a saída onde<br />

pretendemos vê-los. Assim faz-se:<br />

Misc → Change program option settings (OPTN)<br />

E na caixa de diálogo “Activity OPTN”, na linha “Graphics output device”<br />

carregar no botão à direita.<br />

Figura 27 – Caixa de diálogo “Activity OPTN”<br />

Na caixa de diálogo seguinte escolher “Graphic devices”, “26 / MS –<br />

Win<strong>do</strong>ws(color) “, carregan<strong>do</strong> na respectiva linha. Carregar em OK.<br />

Pág. 21


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 28 – Caixa de diálogo “Graphic Device Selector”<br />

De volta à caixa de diálogo “Activity OPTN”, carregar novamente em OK.<br />

Para que o <strong>PSS</strong>/E efectue o cálculo dinâmico é necessário indicar qual é o<br />

passo para esse cálculo, ou seja, qual é o intervalo de tempo no sistema<br />

entre <strong>do</strong>is cálculos consecutivos. Este passo não deverá ser demasia<strong>do</strong><br />

pequeno para que o cálculo não seja demasia<strong>do</strong> moroso, mas também não<br />

deverá ser demasia<strong>do</strong> longo de mo<strong>do</strong> a que os resulta<strong>do</strong>s sejam os mais<br />

rigorosos possíveis. Assim para se proceder à indicação <strong>do</strong> passo de cálculo<br />

faz-se:<br />

Edit → Dynamics data (ALTR)<br />

Na caixa de diálogo “Activity ALTR”, carregar no botão, Solution<br />

Parameters.<br />

Figura 29 – Caixa de diálogo “Activity ALTR”<br />

Pág. 22


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Em seguida na nova caixa de diálogo “Activity ALTR” na moldura<br />

“Simulation parameters” colocar o valor “Delta” em 0,0005. Carregar em<br />

OK e em seguida em Exit.<br />

Figura 30 – Caixa de diálogo “Activity ALTR” para introdução de<br />

parâmetros de cálculo<br />

O <strong>PSS</strong>/E ao fazer o cálculo dinâmico de uma rede, permite visualizar a<br />

evolução de diversas grandezas da rede. Estas grandezas podem dizer<br />

respeito aos gera<strong>do</strong>res, como por exemplo a velocidade de rotação <strong>do</strong><br />

gera<strong>do</strong>r, as potências activa e reactiva geradas por este, a potência<br />

mecânica entre outras. Em relação aos barramentos podemos visualizar a<br />

frequência no barramento, o módulo da tensão e o argumento desta.<br />

Podemos ainda ver em relação às linhas o trânsito de potência activa e<br />

reactiva.<br />

Pág. 23


Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Neste momento deverão ser escolhidas que grandezas se pretendem<br />

visualizar. Para isso, faz-se:<br />

Edit → Simulation Outputs (CHAN)<br />

Ou carregar no botão CHAN.<br />

Na caixa de diálogo “Activity CHAN” podem-se escolher as grandezas que se<br />

pretendem, carregan<strong>do</strong> no respectivo botão.<br />

Figura 31 – Caixa de diálogo “Activity CHAN”<br />

Por exemplo, vamos em primeiro lugar escolher a grandeza ângulo de<br />

rotação <strong>do</strong> gera<strong>do</strong>r liga<strong>do</strong> ao barramento 1. Para isso na caixa de diálogo<br />

“Activity CHAN” carrega-se no botão Angle.<br />

Na caixa de diálogo “CHAN Machines” colocar o número <strong>do</strong> barramento onde<br />

a máquina, da qual se pretende simular o ângulo de rotação, está ligada.<br />

Neste caso seleccionar 1.<br />

Na caixa “Identifier 1” escrever algo que facilmente identifique a saída p.ex.<br />

“Ângulo gera<strong>do</strong>r 1”, e carregar em OK.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 32 – Caixa de diálogo “CHAN Machines”<br />

Em seguida repete-se o mesmo procedimento para indicar o ângulo de<br />

rotação <strong>do</strong> gera<strong>do</strong>r 7, identifican<strong>do</strong>-o como “Ângulo gera<strong>do</strong>r 7”.<br />

Quan<strong>do</strong> terminarmos a escolha de um determina<strong>do</strong> tipo de grandeza<br />

carregar no botão No more.<br />

Repetir os procedimentos anteriores, por exemplo, para as grandezas<br />

seguintes:<br />

Botão Designação “Bus Number” “Identifier 1”<br />

Pelec Potência activa 1 Potência eléctrica gera<strong>do</strong>r 1<br />

Pmech Potência mecânica 1 Potência mecânica gera<strong>do</strong>r 1<br />

Speed Velocidade 1 Velocidade gera<strong>do</strong>r 1<br />

Voltage Tensão 2 Tensão barramento 2<br />

Voltage Tensão 41 Tensão barramento 41<br />

Voltage Tensão 7 Tensão barramento 7<br />

Após a indicação de todas as grandezas que se pretendem visualizar, na<br />

caixa de diálogo carrega-se em Exit.<br />

Em seguida procede-se à inicialização da simulação dinâmica. Para isso fazse:<br />

Simulation → Initialize for dynamic simulation (STRT)<br />

Ou carrega-se no botão STRT, na barra de botões.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 33 – Aspecto da janela <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E após inicialização da simulação<br />

dinâmica e caixa de diálogo “Channel Output File Selector”<br />

Na caixa de diálogo “Channel Output File Selector” escrever o nome <strong>do</strong><br />

ficheiro output (*.out) e escolher a directoria onde se pretende gravá-lo.<br />

Em seguida carregar em Open.<br />

Na caixa de diálogo “Save snapshot”, carregar em Select… e escolher o<br />

ficheiro snapshot (*.snp) existente ou escrever um nome para criar um<br />

novo. Carregar em Save, e finalmente em OK.<br />

Figura 34 – Caixa de diálogo “Save a SNAPSHOT”<br />

De entre as grandezas que se indicaram na actividade “CHAN” para serem<br />

visualizadas, apenas poderemos ver a evolução durante a simulação de seis<br />

dessas grandezas. Neste momento devem-se escolher seis dessas<br />

grandezas.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Para isso fazer:<br />

Edit → Dynamics data (ALTR)<br />

Na caixa de diálogo “Activity ALTR” carregar em CRT plot channels.<br />

Figura 35 – Caixa de diálogo “Activity ALTR”<br />

Na caixa de diálogo subsequente, podem-se escolher até seis grandezas a<br />

visualizar. Para tal em cada um <strong>do</strong>s canais carregar em Select…<br />

Na caixa “Defined channels” escolher “Ângulo gera<strong>do</strong>r 1”.<br />

Nos campos “Min” e “Max” colocar -0,0001 e 0,0001, respectivamente.<br />

Repetir este procedimentos para as grandezas seguintes:<br />

potência activa gera<strong>do</strong>r 1<br />

potência mecânica gera<strong>do</strong>r 1<br />

velocidade gera<strong>do</strong>r 1<br />

tensão barramento 2<br />

tensão barramento 41<br />

No final a caixa deverá ter o aspecto seguinte:<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 36 – Caixa de diálogo “Activity ALTR” com as grandezas a visualizar<br />

durante a simulação<br />

Em seguida carregar em OK, e finalmente em Exit.<br />

A partir deste ponto o <strong>PSS</strong>/E está em condições de iniciar a simulação. Para<br />

isso faz-se:<br />

Simulation → Run dynamic simulation (RUN)<br />

Ou carrega-se no botão RUN, na barra de botões <strong>do</strong> <strong>PSS</strong>/E.<br />

Na caixa de diálogo “Activity RUN” no campo “Run to” escrever o tempo<br />

durante o qual se pretende executar a simulação (no nosso caso simular<br />

100 ms).<br />

No campo “Plot every” colocar “1”.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Figura 37 – Caixa de diálogo “Activity RUN”<br />

Após se carregar em OK, na caixa de diálogo “Activity RUN” deverá<br />

aparecer um ecrã com a evolução das seis grandezas que se escolheram<br />

para visualizar. Esta simulação não é mais que o regime estacionário<br />

resultante <strong>do</strong> cálculo <strong>do</strong> trânsito de potência efectua<strong>do</strong> anteriormente. Após<br />

os 100 ms a simulação pára, deven<strong>do</strong>-se carregar em qualquer zona <strong>do</strong><br />

ecrã para voltar ao módulo dynamics.<br />

Figura 38 – Aspecto <strong>do</strong> ecrã de evolução das grandezas durante a simulação<br />

NOTA: As cores da figura foram invertidas.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Vamos proceder em seguida, por exemplo, à simulação de um defeito e ver<br />

qual a sua implicação na estabilidade. Para tal indica-se em primeiro lugar<br />

qual o tipo de defeito e o local onde este ocorre. Para isso faz-se:<br />

Disturbance → Bus fault<br />

Na caixa de diálogo “Apply bus fault”, no campo “Bus number” escrever<br />

“41”, para simular um defeito no barramento 41 e carregar em OK.<br />

Figura 39 – Caixa de diálogo “Apply Bus Fault”<br />

Em seguida para simular a rede com o defeito no barramento 41 corre-se<br />

novamente a simulação fazen<strong>do</strong>:<br />

Simulation → Run dynamic simulation (RUN)<br />

Ou carregan<strong>do</strong> no botão RUN.<br />

Na caixa de diálogo “Activity Run”, no campo “Run to” introduzir o valor<br />

0,15s para simular um defeito com a duração de 0,05s e carregar em Ok<br />

para dar início à simulação.<br />

Carregar em qualquer zona <strong>do</strong> ecrã quan<strong>do</strong> a simulação terminar.<br />

Procede-se em seguida à eliminação <strong>do</strong> defeito. Para isso faz-se:<br />

Disturbance → Clear fault<br />

Na caixa “Clear fault” escolher o defeito existente e carregar em OK.<br />

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Figura 40 – Caixa de diálogo “Clear Fault”<br />

Proceder como anteriormente para simular a rede até 5 s.<br />

Após este ponto dever-se terminar a gravação da macro fazen<strong>do</strong>:<br />

IO control → Turn off echo (ECHO,OFF)<br />

Caso se pretenda correr a macro previamente gravada de mo<strong>do</strong> a executar<br />

to<strong>do</strong>s os coman<strong>do</strong>s de uma forma automática, deve-se fazer:<br />

IO control → Set dialogue input device (IDEV)<br />

Figura 41 – Caixa de diálogo “Activity IDEV”<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Na caixa de diálogo “Activity IDEV”, no campo “Response file” escrever o<br />

caminho e o nome <strong>do</strong> ficheiro *.idv que se pretende executar, ou carregar<br />

no botão Select… à direita deste campo e seleccionar o ficheiro *.idv e em<br />

seguida carregar em OK.<br />

NOTA: Pode-se visualizar o conteú<strong>do</strong> <strong>do</strong>s ficheiros *.idv, abrin<strong>do</strong>-os no<br />

Notepad, ou noutra aplicação que leia ficheiros de texto.<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Anexo 1 - Descrição detalhada <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s a introduzir<br />

no módulo “Powerflow”<br />

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Folhas de Apoio <strong>PSS</strong>/E 30<br />

Anexo 2 - Exemplos de modelos e formato de da<strong>do</strong>s a<br />

introduzir no módulo “Dynamics”<br />

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