t10868cap4simulacion dpl

Upload: daninson-cuentas-castro

Post on 11-Jul-2015

746 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

63

CAPTULO 3 DIGSILENT PROGRAMMING LANGUAGE (DPL)

3.1. INTRODUCCINEl lenguaje de programacin DPL (DIgSILENT Programming Language) tiene como propsito ofrecer una interfaz para tareas automticas a realizarse en la herramienta computacional PowerFactory. Esta interfaz permite acceder a comandos y objetos que maneja DIgSILENT as como tambin acceder a funciones y variables creadas por el usuario. DPL aumenta el alcance del programa DIgSILENT permitiendo la creacin de nuevas funciones de clculo [5]. Al igual que los comandos de clculo definidos por el usuario stos pueden ser utilizados en todas las aplicaciones de anlisis del sistema de potencia como por ejemplo: optimizacin de la red, anlisis de estabilidad, confiabilidad, armnicos, coordinacin de protecciones, etc. Las funciones de clculo son estructuras algortmicas en las que se utilizan comandos de flujo como if- then-else y do-while.

3.2. ESTRUCTURA DEL COMANDO DPLEl objeto de comando DPL ComDpl es el elemento central que esta conectando diferentes parmetros, variables u objetos a varias funciones o elementos internos y luego se obtienen resultados o cambios en los parmetros de dichos elementos. En las entradas del escrito del programa pueden ser predefinidos parmetros de entrada, objetos del diagrama unifilar, ya sea de la base de datos o de un juego de elementos u objetos, los cuales son almacenados internamente y se los denomina Seleccin General. Esta informacin de entrada puede ser evaluada con la utilizacin de funciones y variables internas

64

almacenadas en el cdigo fuente. En el Grfico 3.1se muestra la estructura de un comando DPL.

Grfico 3.1 Estructura de un comando DPL.

Algunos de los objetos internos pueden ser usados y ejecutados como: Un comando de clculo ComLdf (comando de flujo de potencia), ComSim (comando de simulacin), etc. especialmente definidos con ciertas opciones de clculo. Juegos de filtros (generadores, lneas, barras, transformadores, etc.), los mismos que pueden ser ejecutados durante la operacin del cdigo fuente. Subrutinas realizadas en DPL.

Por lo tanto, un escrito DPL ejecutara una serie de operaciones e inicializar el clculo de otras funciones que estn dentro del DPL. Este siempre se comunicar con la base de datos y almacenar la nueva configuracin, parmetros o resultados directamente en la base de datos de objetos. Casi no hay objeto dentro de un proyecto activo que no pueda ser accesado o alterado. Durante o al final de la ejecucin del escrito DPL, los resultados

65

pueden ser exportados o los parmetros de los elementos pueden ser cambiados, de acuerdo a la necesidad o requerimientos del usuario. Cabe sealar que la ubicacin del comando DPL depender del objetivo de la aplicacin ya que este puede localizarse dentro de un proyecto, caso de estudio o perfil de usuario, sin que esto signifique que no se puedan manejar variables de otros casos de estudios o proyectos de un mismo perfil de usuario.

3.3. DISEO DE UN COMANDO DPLEn el men de administrador de datos se selecciona la herramienta de nuevo elemento, en sta se despliega una lista de elementos que podemos crear en nuestro proyecto o caso de estudio. Para el caso de DPL se selecciona Comando DPL, como se muestra en el Grfico 3.2.

Grfico 3.2 Ventana de seleccin de elementos

Como se ve en el Grfico 3.2 en la parte inferior se muestra el elemento Comando DPL as como tambin algunos de los elementos que se pueden manejar dentro de DPL. Luego de crear el Comando DPL en el que se va a

66

trabajar, se puede acceder al men de nuevos objetos por medio del botn Contenido y adjuntar los elementos que van a ser usados en el DPL. La ventana de un comando DPL se muestra en el Grfico 3.3.

Grfico 3.3 Ventana de un comando DPL.

Dentro de la ventana del comando DPL tenemos los siguientes mens: Opciones Bsicas Opciones Avanzadas Escrito Descripcin

3.3.1. OPCIONES BSICAS En este men podemos tener acceso a los elementos u objetos de un caso de estudio o proyecto para poder utilizarlos en el comando DPL. Las herramientas que permiten este acceso son las siguientes:

67

Seleccin General: en ste se pueden almacenar un grupo de elementos de algn caso de estudio o proyecto como por ejemplo: mquinas sincrnicas, lneas, transformadores, etc. Luego del almacenamiento de estos elementos en la seleccin general se pueden manipular dentro del escrito dependiendo de los requerimientos del usuario. Parmetros de entrada: aqu se definirn todas las variables que se utilizar dentro del escrito DPL, de igual forma que en cualquier lenguaje computacional estos pueden ser: entero, doble, cadenas, objeto o set de objetos (int, double, object, set, string). De igual forma los parmetros de entrada pueden ser definidos dentro del escrito DPL que ms adelante se detallara. Objetos Externos: la utilizacin de la Seleccin General detallada

anteriormente, puede crear dificultades en el escrito del DPL, cuando se intente acceder a un tipo de objeto especfico, es por eso que la utilizacin de los objetos externos se hace necesaria ya que esta permite el acceso a los distintos objetos de forma independiente y en cualquier instante en que el escrito DPL lo requiera. En el caso de la utilizacin de objetos externos el nombre del objeto con que se lo conoce en la base de datos (caso de estudio o proyecto) puede ser el mismo o diferente con el que se lo va a manejar en el escrito DPL.

3.3.2. OPCIONES AVANZADAS Una de las principales aplicaciones que permite este men es la manipulacin de las variables de salida o repuesta del DPL para ser utilizadas en otro comando DPL, las herramientas que permiten esta manipulacin son las siguientes: Escrito remoto: la utilizacin de escritos remotos permite que el comando DPL sea un comando genrico, el mismo que puede ser utilizado con distintas configuraciones en cualquier caso de estudio o proyecto.

68

Parmetros resultantes: aqu se definen las variables de resultados, que pueden ser las variables de los objetos utilizados en el DPL (potencia, frecuencia, etc.) o el resultado del DPL (operaciones matemticas, clculos, etc.). En ambos casos estos parmetros pueden ser utilizados en otro comando DPL (subrutinas). En el Grfico 3.4 se muestran las herramientas del men de opciones avanzadas.

Grfico 3.4 Men Opciones Avanzadas (comando DPL).

3.3.3. ESCRITO La parte ms importante del comando DPL es sin duda el cdigo del programa, el mismo que se escribe en el men Escrito y permite tener una conexin directa con todos los elementos u objetos definidos para la ejecucin del comando DPL [6]. El lenguaje que maneja el editor del cdigo DPL es bastante similar al lenguaje de programacin C++. El cdigo puede ser definido en las siguientes partes: Definicin de variables Asignaciones y expresiones

69

Instrucciones de flujo del programa Comunicacin con la base de datos

DPL utiliza los siguientes tipos de parmetros internos: double, un nmero real de 15 dgitos int, un nmero entero string, una cadena object, referencia de un objeto de PowerFactory set, almacena objetos

Todas las declaraciones de parmetros deben estar agrupadas al principio del cdigo. La utilizacin del punto y coma (;) es necesaria para todas las lneas del escrito, exceptuando los lazos de flujo (for, while, etc.). La opcin verificar ubicada a la derecha del men Escrito permite encontrar los errores de sintaxis que tenga el cdigo DPL. El smbolo (!) sirve para poner comentarios en el programa, con lo cul se puede documentar las distintas lneas de comandos del programa. Una de las deficiencias que presenta el editor de cdigo de DPL es la falta de un debugger para realizar de forma rpida las correcciones que sean necesarias a travs de verificaciones paso a paso.

3.3.4. DESCRIPCIN En este men el usuario puede realizar un resumen de las instrucciones que realiza el escrito DPL sin que esto llegue a afectar el tamao o desempeo del programa. Con esta ayuda la comprensin de la operacin de un comando DPL es mucho ms fcil y no se tiene que realizar una lectura a travs del cdigo.

70

En el caso de realizar comandos DPLs genricos la especificacin de los elementos a ser utilizados es de gran importancia para la correcta ejecucin del comando DPL.

3.4. EJECUCIN Y MODIFICACIN DE PARMETROSCada uno de los comandos de DIgSILENT Power Factory puede ser accedido y ejecutado a travs de un comando DPL. Entre los comandos que brinda DIgSILENT tenemos: clculo de cortocircuito, clculo de flujo de carga, clculo de armnicos, confiabilidad, etc. En el Grfico 3.5 se muestra las opciones que brinda la ejecucin del clculo de un cortocircuito.

Grfico 3.5 Men Clculo de corto circuito.

Todos los parmetros que se muestran en la ventana del comando Clculo de Corto Circuito pueden ser modificados a travs de un comando DPL. Los comandos que pueden ser manipulados o ejecutados en DPL deben ser guardados como objetos del comando DPL, en este caso se permitir la modificacin de cada uno de los parmetros que posee el comando en utilizacin (Grfico 3.5).

71

Para el acceso de los parmetros de un comando a ser modificados a travs de DPL se debe colocar el cursor del mouse sobre la variable para conocer el nombre de la variable y poderla modificar. Un ejemplo de este proceso se muestra en el Grfico 3.6.

Grfico 3.6 Nombre del parmetro a ser modificado (Clculo de corto circuito).

Como se puede ver en el Grfico 3.6 en la opcin calcular se despliega las magnitudes que se desea tener informacin, las mismas que pueden ser modificadas de forma manual o en el caso de DPL a travs del cdigo del comando. Para el ejemplo del Grfico 3.6 el nombre de la variable que permite modificar el tipo de cortocircuito es iotp_shc. Sin duda esta es la parte complicada del manejo de comandos DPL ya que DIgSILENT no brinda una base de datos de los nombres de los parmetros de cada uno de los comandos que maneja el programa. Debido a esto se deber realizar una ardua bsqueda del parmetro que se desea modificar. En el caso que se requiera solamente la ejecucin de uno de los comandos que maneja el programa se lo puede realizar con el nombre del comando y seguido por .Execute, por ejemplo ell comando flujo de carga ComLdf la instruccin para la ejecucin ser ComLdf.Execute y ser ejecutado con la configuracin

72

por defecto que tiene DIgSILENT. La ejecucin del comando Clculo de Corto Circuito no se la podr realizar a travs de la instruccin ComShc.Execute, debido a que se necesita definir el objeto en el que ocurrir el cortocircuito y esta opcin no viene sealada por defecto del programa.

3.5. COMANDO DPL FALLAS EN LAS LNEAS El comando DPL Fallas en las lneas permite la simulacin de dos eventos para un sistema elctrico de potencia, en este caso se utilizar un sistema de 9 barras el mismo que se muestra en el Grfico 3.7 [1]. Los eventos son corto circuito trifsico en una lnea de transmisin al instante 0,0 [s] y la apertura de los disyuntores de la lnea en falla al instante 0,19 [s], estos tiempos pueden ser modificados dependiendo del tiempo de apertura de los disyuntores de los sistemas de proteccin. Este comando reporta las variaciones de P, Q y el ngulo de los rotores de los generadores con respecto a la barra de referencia hasta el tiempo de simulacin elegido (5 s) despus de haber ocurrido la falla.

Grfico 3.7 Sistema de 9 barras.

Los eventos de corto circuito tendrn 3 localizaciones distintas: 25, 50 y 75 %, para cada una de las distintas lneas en falla, las localizaciones de las perturbaciones en las lneas tambin pueden ser modificados dependiendo de la necesidad del anlisis. Para este anlisis se utilizar distintos escenarios de

73

demanda (24 horas hora a hora), los mismos que son el resultado de las variaciones (P y Q) de las cargas y unidades de generacin del sistema de 9 barras. Estas variaciones de demanda y generacin se las realiz de forma manual. En el Grfico 3.8 se muestra la estructura y las variables del comando DPL Fallas en las lneas, el mismo que maneja variables enteras para los instantes en que ocurren los eventos as como tambin las localizaciones de las fallas anteriormente sealadas. Se realiz la declaracin de las variables de localizacin y tiempos por medio del men de Parmetros de entrada para facilidad de cambios en el caso de que se requiera realizar simulaciones para distintas posiciones o tiempos de apertura de los disyuntores de las lneas en falla. Se puede ver tambin que en el men Seleccin general este comando posee un grupo llamado Conjunto (1), aqu estn almacenadas las lneas de transmisin del sistema en donde deseamos la ocurrencia de las fallas. En el Grfico 3.9 se muestra el contenido del comando seleccin general Conjunto (1) el mismo que tiene por componentes las lneas del sistema de 9 barras en donde se realizarn las fallas y apertura de disyuntores luego de 0.19[s] de ocurrida la perturbacin. Con esta opcin podemos aadir o quitar lneas para el anlisis deseado, cabe sealar que en el caso de seleccin general solo se admiten elementos del mismo tipo ya que caso contrario pueden ocurrir errores en la ejecucin de los comandos DPL.

74

Grfico 3.8 Opciones Bsicas (Fallas en las lneas)

Grfico 3.9 Conjunto (1)

Para la realizacin del comando DPL fallas en las lneas no se reportaron resultados de salida o se utilizaron subrutinas, debido a esto el men de Opciones Avanzadas no tiene ningn elemento. En el Grfico 3.10 se muestra el contenido de los comandos y elementos que maneja el DPL Fallas en las lneas. Los comandos que utiliza son los siguientes:

75

Grfico 3.10 Contenido de Fallas en las lneas

Inic: Comando que permite el clculo de condiciones iniciales para simulaciones EMT o RMS. La simulacin de tipo EMT (Simulacin de transitorios electromagnticos) considera voltajes y corrientes de forma instantnea tal que el comportamiento dinmico de los elementos pasivos de una red son tomados en cuenta, generalmente este tipo de simulacin se utiliza para clculo de componente de corriente directa (DC) y componentes armnicos de voltajes y corrientes, comportamiento exacto de sistemas de transmisin HVDC. En el Grfico 3.11 se muestra el Men del Comando Condiciones Iniciales. En el caso de simulacin RMS se utiliza para estabilidad transitoria y se considera la ecuacin de oscilacin para el comportamiento mecnico para cada uno de los generadores presentes en el sistema.

76

Grfico 3.11 Men del Comando Condiciones Iniciales

Exportar: Permite exportar las variables monitoreadas a la ventana de salida para luego guardarlas en archivos .txt. En el Grfico 3.12 se muestra el Men del Comando Exportar. Para el anlisis de estabilidad transitoria se exportaron los datos anteriormente sealados para el instante de 5[s] despus de ocurrida la perturbacin, esta opcin se puede acceder habilitando la opcin Intervalo definido por el usuario y configurando el instante en que se exportarn los datos a la ventana de salida.

Grfico 3.12 Men del Comando Exportar

Simul: Es el encargado de ejecutar los eventos de la simulacin, tomando como valores iniciales a los encontrados por el comando de clculo de

77

condiciones iniciales. En el Grfico 3.13 se muestra el men de las opciones que maneja el comando Clculo de las condiciones iniciales.

Grfico 3.13 Men del Comando Condiciones Iniciales.

Res: Aqu se almacenan los resultados de las variables monitoreadas, las mismas que son requeridas por el comando exportacin de datos (Exportar) para su respectiva utilizacin. En el Grfico 3.14 se muestra el men del Comando Resultados.

Grfico 3.14 Men del Comando Resultados

En el Contenido del Comando Resultados se observan las variables a ser monitoreadas las mismas que sern almacenadas en la Carpeta Res

78

(Resultados). En el Grfico 3.15 se muestra el contenido del Comando Resultados.

Grfico 3.15 Contenido del Comando Resultados

Eventos: Comando que almacena los eventos de simulacin que en el caso del DPL Fallas en las lneas son dos: evento de cortocircuito y evento de apertura de disyuntores. En el Grfico 3.16 se muestra el Men de Eventos de simulacin, para acceder al contenido de los eventos se da un clic en la opcin Contenido de la ventana superior

Grfico 3.16 Men del Comando Eventos de Simulacin.

En el Grfico 3.17 se muestra el proceso a seguir para realizar el anlisis a travs del comando DPL fallas en las lneas.

79

Grfico 3.17 Procesos a seguir para realizar el anlisis a travs del comando DPL Fallas en las lneas

Como parte fundamental para la ejecucin de cada uno de los comandos anteriormente descritos por medio del comando DPL Fallas en las lneas se detalla el escrito del cdigo fuente el mismo que se muestra en el Grfico 3.18. Se puede apreciar que el color de las instrucciones cambia de acuerdo al tipo.

80

Grfico 3.18 Cdigo fuente del comando DPL Fallas en las lneas.