EEL 7100 # Operação de Sistemas de Energia Elétrica

EEL 7100 - Operação de Sistemas de Energia Elétrica
Exercício Computacional 4 - Fluxo de Potência Ótimo
Enunciado:
Realize um estudo baseado em Fluxo de Potência Ótimo para minimizar os custos
de produção de um sistema de potência considerando que a rede elétrica é representada
por um modelo linear (“DC”). O sistema de potência a ser estudado é a rede de 6
barras, 11 ramos e 3 geradores cujos dados e diagrama uni…lar são apresentados abaixo,
desconsiderando-se entretanto os ramos transversais e a compensação reativa, além das
resistências dos ramos. As características dos três geradores são as mesmas do Exemplo
A do capítulo de Despacho Econômico visto em aula, sendo que as unidades geradoras 1,
2 e 3 estão conectadas respectivamente às barras 1, 2 e 3.
O estudo pode ser feito de duas formas:
a) A partir do aplicativo QED, cujos módulos e instruções de uso são disponibilizados
abaixo, ou
b) Utilizando uma rotina de um pacote de otimização capaz de modelar problemas
de Programação Quadrática (PQ), caso em que será necessário realizar um préprocessamento para enquadrar a formulação do FPO no arcabouço de otimização
da PQ.
Etapas do Estudo:
1. Considere inicialmente que não há restrições de transmissão ativas, através da
atribuição de valores altos para os respectivos limites (por exemplo, t = 300 M W ).
A partir da solução do problema de FPO, explique as diferenças/semelhanças entre a solução do FPO e a do Despacho Econômico Clássico baseado em modelo
de única barra. Além das potências geradas, considere em sua análise também os
custos marginais de barra e o custo total de produção;
2. Reduza agora o limite de transmissão do ramo 2 6, fazendo-o igual a 170 M W:
Obtenha nova solução do FPO e a compare com a solução da Etapa 1, considerando:
As potências geradas,
Os custos marginais de barra;
Os custos totais de produção.
Adicionalmente, realize a validação dos resultados veri…cando sua consistência com
as expressões obtidas da análise teórica sobre os efeitos dos limites de transmissão
sobre os custos marginais de barra, vistas em aula;
3. Repita a Etapa 2 considerando agora que, além do ramo 2 6, também o ramo 3 6
tem seu limite de transmissão reduzido, neste caso para t3 6 = 180 M W: Explique
como o congestionamento deste novo ramo acentua os desvios dos resultados com
relação aos da Etapa 1.
Sistema-teste:
Sistema-teste de 6 barras e 11 ramos.
Linha De Para
Zserie
b (total)
1
2
3
0; 05 + j0; 25
0; 06
2
3
6
0; 02 + j0; 10
0; 02
3
4
5
0; 20 + j0; 40
0; 00
4
3
5
0; 12 + j0; 26
0; 05
5
5
6
0; 10 + j0; 30
0; 06
6
2
4
0; 05 + j0; 10
0; 00
7
1
2
0; 10 + j0; 20
0; 00
8
1
4
0; 05 + j0; 20
0; 00
9
1
5
0; 00 + j0; 30
0; 00
10
2
6
0; 07 + j0; 20
0; 05
11
2
5
0; 10 + j0; 30
0; 04
Cargas
Barra PL
1
0
2
0
3
0
4
200:
5
250:
6
400:
Unidade 1: P 1 = 150 M W P 1 = 600 M W
F1 = 561; 0 + 7; 92 P1 + 0; 001562 P12
Unidade 2: P 2 = 100 M W P 2 = 400 M W
F2 = 310; 0 + 7; 85 P2 + 0; 001940 P22
Unidade 3: P 3 = 50 M W
P 3 = 200 M W
F3 = 78; 0 + 7; 97 P3 + 0; 00482 P32
2