C.4. Étude du comportement des ions métalliques mis en contact avec le sol modèle Essais
C.4.2. Essais en conditions statiques (en batch)
No PET para sistemas reais, o planejador está interessado em obter um con- junto de planos de expansão que minimizem os custos de investimento e tam- bém garantam um adequado nível de qualidade de energia aos consumidores. Neste sentido, embora a consideração de critérios de segurança seja essencial para garantir um bom nível de confiabilidade nos sistemas planejados, a maio- ria dos trabalhos disponível na literatura resolve o problema PET somente para a rede intacta [HHK13]. Critérios de segurança determinísticos ou probabilísti- cos são levados em consideração somente em alguns trabalhos: como exem- plos têm-se as referências [SRRGM05, TGS08, LRM11, VTSR14, LFH16].
O critério determinístico “N-1” define que o sistema deve suportar a contingên- cia (falha ou remoção) de qualquer simples elemento de transmissão, manten-
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do o fornecimento de energia aos consumidores sem qualquer sobrecarga nos equipamentos da rede. Um ponto importante deste critério, quando aplicado aos PETs reais, é que não pode haver redespacho dos geradores quando ocor- rer uma contingência: sabe-se que este critério é bastante conservador, pois gera planos caros e de altíssima confiabilidade, mas é o critério que tem sido adotado pela maioria das empresas. A estratégia adotada neste trabalho é considerar o critério “N-1” como uma restrição durante todo o processo de oti- mização, onde os melhores planos encontrados não têm somente que satisfa- zer o critério de rede intacta (SPO), mas também o critério “N-1”. Entretanto, observa-se que para sistemas de grande porte esta estratégia demanda um elevado esforço computacional [LRM11]. A consideração do critério de segu- rança “N-1” no problema PET leva a formulação de um novo SPI, tal que:
) j i ( ij ijn c n f Min (3.8) sujeito a: max ij ij n n sc(n) cc(n) 0 0 0 (3.9)onde sc(n) é o nível total de sobrecarga atribuído ao plano n após sua verifica- ção pelo critério “N-1” (descrito a seguir). Quando um plano n respeita a restri- ção sc(n) = 0 significa que este plano atende/suporta o critério “N-1”.
Para o cálculo do nível total de sobrecarga sc(n) do critério “N-1”, cada ramo i–j que esteja ativo na rede intacta deve ter um de seus elementos removidos, de forma que o valor de sc(n) é obtido somando-se, ramo a ramo, a sobrecarga total scij(n) obtida após a contingência no ramo i–j. O valor scij(n) é obtido a par-
tir da solução encontrada para o SPO da rede intacta:
1) Atualiza-se a matriz B para a contingência no ramo i–j;
2) Resolve-se um fluxo de potência DC (Eq. 3.10) utilizado o vetor de des- pachos g encontrado com solução do SPO da rede intacta;
3) Para cada ramo ativo do sistema, verifica-se a ocorrência de sobrecarga causada pela contingência i–j, acumulando-se em scij(n), ramo a ramo, a
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Assim, sc(n) irá depender dos reforços presentes no plano n e deverá ser nulo quando o plano atender/suportar o critério “N-1”. O modelo matemático utiliza- do para cálculo do fluxo de potência DC é definido por um sistema de equa- ções lineares [M83], tal que:
d r g
B (3.10)
onde B é matriz de susceptância, atualizada para cada contingência i–j; θ é o vetor de ângulos a ser encontrado (incógnitas do sistema); d é o vetor de car- ga; r é o vetor de cortes de carga; e g é o vetor de despacho dos geradores. Os valores de r e g são obtidos com a solução do SPO para a rede intacta. Neste trabalho, o sistema linear apresentado pela Equação (3.10) é resolvido com a aplicação do método da Eliminação de Gauss, implementado através do pacote matemático IMSL® Fortran Numerical Math Library.
Na prática, sabe-se que em sistemas reais, após uma contingência simples, pode-se permitir que alguns equipamentos continuem a operar sobrecarrega- dos por um determinado tempo, desde que essas sobrecargas não ultrapas- sem determinados limites e não permaneçam por um longo período de tempo [LRM11, VTSR14]. Assim, visando reduzir o custo dos planos encontrados para o PET, sem deteriorar muito a confiabilidade das configurações, uma versão relaxada do critério de segurança “N-1” é proposta: no cálculo de sc(n), sobre- cargas que estejam abaixo de um determinado limite máximo scmax são negli-
genciadas. Por exemplo, considerando scmax = 10%, após a remoção de qual-
quer simples elemento do sistema, apenas as sobrecargas superiores a 10% da capacidade máxima do ramo serão consideradas no cálculo de sc(n). O pa- râmetro scmax é chamado de Fator de Relaxamento do Critério “N-1”.
Em alguns casos, durante a avaliação do critério “N-1”, pode ocorrer o ilhamen- to de barras, gerando assim um subsistema. Neste caso, resolve-se o sistema linear apresentado pela Equação (3.10) com duas barras swings, a barra swing original da rede intacta e uma nova barra swing para o subsistema que foi ilha- do (barra de maior geração ou, caso não tenha uma barra de geração, menor carga). Os eventuais cortes de carga gerados pela avaliação do “N-1” são adi- cionados em sc(n).
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Um ponto importante na modelagem do problema PET com critério “N-1” é a definição de uma “ordem de mérito” para o redespacho dos geradores na rede intacta. Esta ordem é obtida através da definição dos custos de geração cgk,
onde: quanto menor o custo de um gerador, maior será a sua prioridade no despacho de potência ativa. Assim, independentemente da forma com que o SPO foi implementado, da linguagem de programação, e do pacote matemático utilizado, o despacho dos geradores irá depender apenas dos dados elétricos do sistema e do plano de expansão avaliado. Além disso, com a utilização da ordem de mérito define-se certa lógica para despacho dos geradores, fazendo com que planos próximos um do outro (eletricamente semelhantes) tenham despachos semelhantes. Na verdade, a ordem de mérito é uma consequência de um ponto de operação futuro ao qual se deseja que o sistema opere (e.g., a energia de geradores hidráulicos é mais barata que a dos térmicos, logo tem prioridade de utilização).