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Simulação em Modo Fasorial (ePHASORsim)

O ePHASORsim simula fenômenos de estabilidade transiente eletromecânicos de malhas de potência muito grandes com milhares de portas, geradores, transformadores, linhas de transmissão, cargas e controladores. Ele utiliza um solucionador otimizado de frequências fundamentais para computar valores RMS de tensões, correntes, potência ativa e reativa em tempo real, com um step de tempo típico de 10ms.

O ePHASORsim é ideal quando implementando simuladores de treinamento para operadores de sistema de transmissão de operadores, e desenvolvimento e testes do desempenho da proteção local e sistemas de controle bem como controles complexos de sistemas de potência globais implementados no software SCADA. Em tais aplicações, o simulador recebe comandos e computa as novas condições de estabilidade e comportamento dinâmico da malha de potência simulada em tempo real. Tensões, correntes, potência, status de rompimento e sinais críticos de controle podem ser monitorados em aplicações da vida real. Distúrbios diferentes de sistema como falhas, comutação de linha e carga, e queda do gerador podem ser simulados para analisar os efeitos da proteção e sistemas complexos de controle instalados em cada estação.


Aplicações Típicas

Simulador de treinamento de operador para sistemas de transmissão

  • Modelos de rede de sequência positiva
  • Modelos de redes desbalanceadas fase-a-fase
    • Testes e otimização de controle de máquinas em estabilidade de sistema (reguladores de tensão, de velocidade, estabilizadores de sistemas de potência).
    • Testando a interação entre os sistemas de transmissão FACTS e HVDC em estabilidade de sistema de sistemas interconectados utilizando simulação de frequências fundamentais antes da execução de simulações EMT detalhadas.
    • Testando sistemas globais de controle implementados em sistemas SCADA utilizando medições PMU para controle de tensão e potência
    • Testando sistemas locais de controle como comutadores de derivação, de capacitores, proteção de sobre-corrente e religadores, cortes e restauração de carga e sua interação com sistemas globais de controle.
    • Estudar a avaliação das redes de energia em larga escala de segurança dinâmica.

Capacidades do ePHASORsim

  • Importar modelos de PSS/E ou tabelas do excel
    • Suporte pode ser requerido de outros softwares como Eurostag e DigSilent
  • Até 20000 nós podem ser simulados por núcleo de CPU sem mudanças de comutadores de derivação ou interruptores. (step de tempo de 10ms)
  • Até 10000 nós podem ser simulados por CPU com mudanças de comutadores de derivação ou interruptores. (step de tempo de 10ms).
  • De 10 a 20000 geradores e cargas com modelos dinâmicos completos.
  • Interface Simulink para desenvolvimento de controle em área local e ampla.
  • Suporta interface para sistemas SCADA e EMS.
    • Protocolos IEC61850, C37.118, DNP3 e OPC
    • Sistema ETAP EMS
    • Software de visualização RTDMS
  • Interface ao PMU e proteção analógica I/O

O ePHASORsim é totalmente aberto e perfeitamente adaptado ao trabalho de P&D. Sua interface é conectada ao MATLAB/Simulink para permitir que os usuários desenvolvam e testem seus controladores locais ou de área ampla.

SIMULINK também pode implementar modelos de sistemas de transmissão de dados para simular o atraso de transmissão entre as estações locais e as distribuídas ou centralizar o controlador de ampla área. O ePHASORsim inclui uma grande biblioteca de funções de C e Python (API) para facilitar a interface com outros softwares abertos e customizados.


Capacidades Futuras do ePHASORsim (sob desenvolvimento)

A implementação paralela do processamento do ePHASORsim é planejada para 2015 com o objetivo de aumentar a capacidade de simulação para até no mínimo 100000 nós utilizando mais núcleos. Tal capacidade ainda em desenvolvimento irá permitir o estudo de controle amplo e sistemas de proteção, sistemas especiais de proteção (SPS) bem como simulação preditiva capaz de simular grandes sistemas mas rápidos do que em tempo real.

Tal característica também é considerada pelo Plano de Desenvolvimento Para os Próximos 5 Anos da US DOE para fazer a prevenção de malfuncionamentos de sistemas e implementar medidas de correção para prevenir eventos em cascata levando ao colapso do sistema.