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Algoritmo para cálculo do fluxo de potência de redes de distribuição radiais a cinco condutores
Rafael Luiz Casa, Rafael Corrêa
Última alteração: 14-12-2018
Resumo
O fluxo de potência é um algoritmo composto por um conjunto de equações algébricas não lineares que permite determinar os valores de tensão nas barras e o carregamento das linhas. Partindo da necessidade de se desenvolver uma ferramenta que integre algoritmos de dimensionamento e ajuste da proteção, cálculo de fluxo de potência e de curto-circuito, este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados obtidos na implementação no Matlab do método de somatório de correntes para o cálculo de fluxo de potência de redes de distribuição radial para redes trifásicas, incluindo os condutores neutro e terra. O método do somatório de correntes é comumente aplicado em redes de distribuição radiais em virtude de sua facilidade de implementação e velocidade de convergência. O algoritmo iterativo tradicional foi expandido para tratar de redes de distribuição desbalanceadas a cinco condutores, o que é comum em redes de distribuição rurais. O algoritmo funciona em sete etapas: 1) organizar os dados elétricos da rede de distribuição em uma matriz; 2) organização da matriz de dados da rede em camadas; 3) os dados de potência consumidos em cada nó são utilizados para calcular a corrente consumida em cada nó; 4) na etapa backward calcula-se a corrente acumulada em cada trecho; 5) na etapa forward calcula-se a tensão de cada nó; 6) testa-se o critério de convergência. Caso não tenha convergido, executa-se uma nova iteração; 7) saída de dados. O algoritmo foi testado com os dados de uma rede de baixa tensão com 29 nós. As cargas foram modeladas com admitância constante e com neutro isolado da terra. As tensões obtidas pelo algoritmo desenvolvido foram comparadas com as obtidas com o software OpenDSS, bastante utilizado na análise de redes de distribuição. O desvio máximo entre as tensões nas fases do algoritmo implementado e do OpenDSS é de 0,008% e o desvio médio é de 0,003%. Nas tensões do neutro, o desvio máximo é de 6,16% e o desvio médio é de 4,16%. Conclui-se que o algoritmo funcionou conforme o esperado, com baixo desvio em relação à resposta esperada. A próxima etapa será implementá-lo na linguagem Java e integrá-lo às rotinas já desenvolvidas para o dimensionamento e ajuste da proteção de redes de distribuição, proporcionando uma ferramenta integrada que poderá ser utilizada por projetistas e pelas concessionárias de distribuição de energia.