Análise de bifurcações locais em sistemas elétricos de potência

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia para a determinação de diagramas de bifurcação em sistemas elétricos de potência reais. Esta metodologia prevê a determinação dos pontos de equilíbrio de um sistema elétrico a partir do seu conjunto de equações algébrico-diferencial, em que os valores de referência dos reguladores automáticos de tensão e outros controladores sejam mantidos constantes ao longo de toda a análise efetuada. Este procedimento permite que as curvas potência/tensão obtidas sejam equivalentes aos diagramas de bifurcação da teoria de bifurcações, tornando a análise coerente com esta. A proposição de análise de sistemas reais, por outro lado, fundamenta-se no uso de uma modelagem realista dos componentes que possuem uma participação decisiva no processo de instabilidade de um sistema, tais como reguladores de tensão, limitadores de sobrecorrente de campo, limitadores de subcorrente de campo e compensadores de corrente reativa. A metodologia proposta é utilizada na simulação de dois sistemas elétricos. O primeiro, refere-se a um sistema hipotético de 3 barras, útil para a compreensão de alguns fenômenos relacionados ao processo de instabilidade de um sistema elétrico. O segundo sistema refere-se ao sistema sul brasileiro reduzido, com a representação de 213 barras e 20 geradores. Os geradores deste sistema possuem representação detalhada de RATs, ESPs, limitadores de tensão e corrente de campo, bem como limites de corrente de armadura. Os resultados obtidos e apresentados através de diversas figuras demonstram a importância da modelagem proposta no processo de identificação de margens de estabilidade realistas para um sistema elétrico.