Modelagem Matemática de Linhas de Transmissão Baseada em Dados Reais da Rede de Distribuição Primária de Energia Elétrica

Abstract

A crescente demanda pelo fornecimento de energia elétrica de qualidade, aliada às tendências da geração distribuída e da migração dos sistemas elétricos para redes inteligentes, requerem o desenvolvimento de testes e simulações computacionais, o que é possível através da modelagem matemática dos sistemas de distribuição, principalmente das Linhas de Transmissão (LTs) de energia. Nesse contexto, na presente pesquisa é realizada a modelagem matemática de segmentos da rede de distribuição primária de energia elétrica a partir de dados reais. Isso é realizado visando a validação e a análise comparativa de modelos matemáticos de LTs. Inicialmente, a partir de dados medidos de dois segmentos (linhas curtas) da rede prim ária de distribuição de duas concessionárias da região noroeste do estado do Rio Grande do Sul, é calculado o fator de desequilíbrio de tensão em ambos os segmentos, aplicando os métodos IEEE, NEMA e CIGRÉ. Veri cado que ambos os segmentos são equilibrados, é realizada a modelagem matemática das LTs com os softwares Matlab/Simulink e PSCAD, abrangendo a implementação e simulação dos modelos PI, Bergeron, Modal (J. Marti) e de Fases (Universal Line Model ). Os resultados obtidos possibilitam a validação dos modelos, e a análise comparativa quanto a acurácia e desempenho computacional. Observa-se que o circuito equivalente ao modelo PI no Simulink representa acuradamente os dois segmentos de rede, sendo considerado como o modelo adequado para a predição da tensão de saída de uma linha curta de média tensão, por requerer menor número de parâmetros, apresentar acurácia equivalente e menor tempo de simulação computacional quando comparado aos demais modelos de LTs de energia. Além disso, nesta pesquisa é proposta e validada uma modi cação da equação correspondente ao modelo PI para linhas curtas, incluindo características da carga conectada ao sistema elétrico.