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Sistemas ElétricosProf.: Jáder de Alencar Vasconcelos
Aula 10 – Fluxo de Potência
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• O mais importante modo de funcionamento do sistemaelétrico é o regime permanente simétrico, que é o estadonormal de funcionamento do sistema.
• O denominado estudo de fluxo de potência (ou fluxo decarga) é realizado considerando essa situação. Ele permiteanalisar as características de funcionamento global dosistema.
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• A principal função de um sistema de energia elétrica é a de forneceras potências ativas e reativas, necessárias às diversas cargas a eleligadas, onde as potências geradas fluem pela rede elétrica a fim deatender as cargas localizadas em determinadas barras.
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• O estudo de fluxo de potência determina, essencialmente, omódulo e ângulo da tensão de cada barra do sistema e aspotências ativa e reativa que circulam nas linhas detransmissão.
• Outras grandezas podem ser obtidas, tais como: correntesnas linhas; potências a serem geradas e divididas entregeradores; perdas nas linhas.
• A partir desse estudo pode-se verificar problemas de tensão,sobrecargas, etc. É realizado pelas concessionárias através deprogramas computacionais.
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Fluxo de potência simplificado
• Como motivação inicial ao estudo de fluxo de potência, considera-seum caso bem simples, de uma linha de transmissão curta,desprezando-se ainda as perdas ativas (R = 0). A linha de transmissãoé percorrida por uma corrente expressa pelo fasor I
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Fluxo de potência simplificado
• Como objetivo, deseja-se determinar as expressões das potênciasativa P e reativa Q que fluem da barra transmissora s (sending end)para a barra receptora r
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Fluxo de potência simplificado
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Fluxo de potência simplificado
• Analogamente para a barra receptora pode-se mostrar que as potências chegando na barra receptora são:
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Fluxo de potência simplificado
• Este sistema, embora simples, fornece conclusões muito importantes: A potência transmitida varia aproximadamente com o produto das
magnitudes das tensões.
A máxima transmissão de potência ativa teórica ocorre quando δ=90°
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Exemplo 1• Seja um sistema simples composto por duas barras e uma LT sem
perdas ativas (RLinha = 0), com as injeções de potência Sg e cargas SL,como mostra a figura:
Deseja-se que o sistema elétrico funcione com VR = VS = 1,0 pu. Calcularem pu: o fluxo das potências ativa e reativa em ambas as extremidadesda linha para que isso ocorra.
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Estudo do fluxo de potência na prática
• Não obstante a importância didática e intuitiva do estudo de fluxo depotência simplificado, considere agora o diagrama unifilar de umsistema de potência como a seguir:
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Estudo do fluxo de potência na prática
• Fica evidente que o processo manual, com expressões analíticas,torna-se absolutamente inviável para soluções de problemas maiscomplexos.
• Deste modo, na prática, os cálculos são usualmente feitosprogramando-se ou usando-se programas computacionais prontos,baseados em equacionamentos matriciais e métodos iterativos desolução.
• Pode-se citar como métodos tradicionais o Gauss-Siedel e o Newton-Raphson. Esses métodos estão explicitamente equacionados edemonstrados na literatura da área de sistemas elétricos, permitindosua rápida programação em linguagens de alto nível.
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OBRIGADO!