PWF.jl and ControlPowerFlow.jl: Julia Packages for Performing Power Flow using ANAREDE files
Resumo:
Sistemas elétricos de grande escala apresentam várias dificuldades ao realizar análises de rede. O modelo de fluxo de potência AC é um problema não convexo e não linear, difícil de resolver de forma rápida e confiável. Além disso, sistemas elétricos reais geralmente sofrem de instabilidade de tensão e são compostos por vários dispositivos de sistemas de transmissão flexíveis em corrente alternada (FACTS) e componentes controláveis para acomodar as adversidades e garantir a convergência. Por essa razão, softwares consolidados de sistemas de energia no mercado possuem recursos que lidam com as características de redes de grande escala que não são consideradas nas formulações tradicionais de fluxo de potência. Nesse contexto, o Brasil é um país de dimensões continentais e conta com componentes controláveis para lidar com a instabilidade elétrica. Na representação dos sistemas elétricos brasileiros, é comum usar esses componentes para obter resultados mais realistas, lidar com perfis de tensão ruins e garantir a convergência. Exemplos de ações de controle na análise de fluxo de carga brasileira são: (i) consideração dos limites de geração reativa e limites de perfil de tensão, (ii) uso de controladores shunt e transformadores com regulador de tensão (LTC) para lidar com a instabilidade de tensão, e (iii) uso do controle de deslocamento de fase para lidar com o fluxo de potência ativa nas linhas de transmissão. Este relatório se concentra em duas contribuições para a comunidade de sistemas de energia: (i) um pacote da linguagem Julia para converter o arquivo do sistema elétrico brasileiro (arquivo ANAREDE) em Julia - PWF.jl - e (ii) um pacote Julia para realizar análises de fluxo de potência com opções de ações de controle – ControlPowerFlow.jl, ambos disponíveis como projetos de código aberto. A validação prática desses pacotes é demonstrada neste trabalho por meio de estudos de caso.
Palavras Chave: Fluxo de potência; Otimização; Julia Language
Autor: Iago Sichinel Chávarry
Orientadores: Alexandre Street de Aguiar e Davi Michel Valladão