Tela principal do programa ANAREDE, barra de menus e barra de ferramentas
O programa ANAREDE vem sendo desenvolvido pelo Cepel desde a sua criação. Ao longo dessa trajetória, contribuíram para o projeto pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Inicialmente concebido como um programa de fluxo de potência para centros de controle, o ANAREDE rapidamente se converteu no programa de análise de sistemas elétricos de potência mais utilizado do setor elétrico brasileiro. Contribuíram para isso a modularidade com que o programa foi concebido, a atualidade de seus algoritmos de solução e a interface gráfica incorporada ao programa, que lhe conferiu facilidades adicionais para a avaliação de casos.
O ANAREDE é, na verdade, um conjunto de aplicações computacionais para análise de sistemas elétricos de potência. O programa possui, além do Fluxo de Potência, módulos para:
A capacidade do programa é regularmente atualizada para atender às necessidades de simulação do Sistema Interligado Nacional (SIN).
O módulo de Fluxo de Potência conta com o método de solução de Newton-Raphson e modelos de diversos equipamentos, como geradores e compensadores síncronos, cargas com variação em função do módulo da tensão, compensadores estáticos de reativos, compensadores série fixos e controláveis, bancos shunt chaveáveis automaticamente e elos de corrente contínua. Além disso, diversas constantes estão à disposição do usuário para ajustar as características de convergência do programa às particularidades das redes em estudo. Também está disponível um algoritmo de solução de fluxo de potência linearizado, aplicável em alguns tipos de estudos.
O módulo de Equivalente de Redes permite a fácil definição dos sistemas retido, fronteira e externo e utiliza os métodos de Injeção de Potência Constante e Ward Estendido. O objetivo desse módulo é a determinação de um modelo reduzido que represente com a precisão adequada o comportamento do sistema externo quando o sistema interno é submetido a impactos ou alterações.
O módulo de Análise de Contingências processa sequencialmente um conjunto de casos de contingências com a finalidade de detectar dificuldades operativas severas. Para cada caso de contingência, é executada uma solução de fluxo de potência e efetuada a monitoração do estado operativo simulado da rede elétrica. A monitoração da rede é traduzida em termos de índices de severidade que, ao final do processamento, são ordenados decrescentemente para indicar os casos mais severos. A lista de contingências a ser processada é formada por casos constituídos de qualquer combinação, simples ou múltipla, de perda de circuito, abertura de circuito em uma das extremidades, perda de elemento shunt, perda de geração e perda de carga. Um grau de prioridade pode ser associado a cada caso para permitir o processamento seletivo dos subconjuntos de contingências de mesma prioridade. As grandezas a serem monitoradas são os níveis de tensão em barramentos, potência reativa de barras de geração e fluxos de potência nos circuitos. A monitoração pode ser efetuada em todas as barras e circuitos do sistema ou somente nos elementos selecionados.
O módulo de Análise de Sensibilidade de Tensão tem como objetivo o cálculo de fatores de sensibilidade de primeira ordem, que traduzem o comportamento de determinadas grandezas da rede elétrica, denominadas variáveis dependentes, em relação à variação de uma grandeza de controle, denominada variável de controle. Podem também ser calculados os fatores de sensibilidade de uma variável dependente em relação a um conjunto de variáveis de controle. As variáveis de controle consideradas na versão atual são as magnitudes de tensão em barras de geração, injeções de potência reativa em barras de geração, injeções de potência reativa em barras de carga e taps de transformadores. Como variáveis dependentes são consideradas as magnitudes de tensão em barras de carga e gerações de potência reativa.
O módulo de Análise de Sensibilidade de Fluxo tem como objetivo o cálculo de fatores de sensibilidade de primeira ordem, que traduzem o comportamento dos fluxos nos diversos circuitos da rede elétrica, denominados circuitos monitorados, em relação à variação de uma injeção de potência ativa ou reativa especificada ou ainda em relação à retirada de um circuito. Para o cálculo dos fatores de sensibilidade, o sistema de equações que representa o comportamento da rede elétrica é linearizado em torno do ponto de operação. O modelo linear é obtido pela expansão destas equações em uma série de Taylor e da qual são considerados somente os termos de primeira ordem.
O módulo de Fluxo de Potência Continuado processa sequencialmente vários casos de fluxo de potência, aumentando a carga de um conjunto de barras de acordo com uma direção especificada. Este módulo é utilizado para a determinação das margens de estabilidade de tensão e para a análise da variação do perfil de tensão frente ao crescimento da demanda do sistema. Curvas PxV podem ser obtidas para diferentes cenários de crescimento de carga e geração. Também podem ser obtidas Curvas QxV para barras especificadas.
O módulo de Análise de Corredores de Recomposição avalia a viabilidade de uma sequência de energizações de circuitos e tomadas de carga do ponto de vista de regime permanente. A energização de um circuito é precedida da avaliação do módulo da tensão da barra “de partida” em relação a valores limite de tensão fornecidos pelo usuário.
O módulo de Cálculo Automático de Margem de Transmissão calcula a capacidade remanescente de transmissão da rede elétrica em estudo a partir de dados de barramentos candidatos, subestações, subáreas e áreas fornecidos pelo usuário. Este cálculo consiste na determinação do máximo valor de injeção de potência ativa que o sistema de transmissão é capaz de suportar, sem que ocorram violações de tensão ou fluxo no sistema de transmissão, em condição normal de operação e em situação de contingência. Esta avaliação considera três níveis de análise: barramento candidato, subárea e área. São gerados relatórios em formato CSV contendo as margens nos níveis de barramento candidato, subárea e área, além dos fatores limitantes para cada margem calculada, com indicação da natureza do fator limitante (tensão, fluxo ou convergência do caso) e do equipamento limitante (barramento ou circuito).
Relatório de Margens de Transmissão para Barramento Candidato, Subárea e Área
O módulo de Avaliação de Segurança Estática executa a variação de geração de três grupos de geradores para atender a uma carga constante, permitindo a construção da Região de Segurança Estática.
Região de Segurança Estática
