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TAREFA
MODELAGEM DE CARGA
Usando as questões resolvidas do MATLAB resolva as questões de acordo
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Tarefa - Modelagem de Carga
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1. O que é carga de um sistema elétrico?
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Tarefa - Modelagem de Carga
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de um sistema elé...
Tarefa - Modelagem de Carga
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Tarefa - Modelagem de Carga
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7 tarefa modelo de carga

  1. 1. 1 TAREFA MODELAGEM DE CARGA Usando as questões resolvidas do MATLAB resolva as questões de acordo com a TABELA a seguir. NÚMERO NA PLANILHA DE ACOMP. DE TAREFAS QUESTÕES 1 – 73 1 – 8 – 40 – 41 – 42 – 43 – 38 -12 2 – 72 2 – 9 – 39 – 41 – 42 – 43 – 40 – 13 3 – 71 3 – 10 – 38 – 41 – 42 – 43 – 40 -14 4 – 70 4 – 11 - 37 – 41 – 42 - 43- 40 – 15 5 – 69 5 – 12 – 36 – 41 – 42 - 43- 40 - 16 6 – 68 6 – 13 - 35 – 41 - 42 – 43- 40 – 17 7 – 67 7 – 14 – 34 – 41 – 42 – 43- 40 – 18 8 – 66 1 – 15 – 33 – 41 – 42 – 43- 40 – 19 9 - 65 2 – 16 – 32 – 41- 42 – 43- 40 – 20 10 - 64 3 – 17 – 31 - 41- 42 – 43- 40 – 19 11 – 63 4 – 18 – 30- 41- 42 – 43- 40 - 18 12 - 62 5 – 19 - 29 – 41 – 42 – 43- 40 – 17 13 - 61 6 – 20 - 28 – 41- 42 – 43- 40 – 16 14 - 60 7 – 21 – 27- 41- 42 – 43- 40 – 15 15 – 59 1 - 22 – 26- 41- 42 – 43- 40 – 14 16 – 58 2 – 23 – 25- 41- 42 – 43- 40 – 13 17 – 57 3 – 24 – 40- 41- 42 – 43- 40 – 12 18 – 56 4 – 25 – 39- 41- 42 – 43- 40 – 11 19 – 55 5 – 26 – 38- 41- 42 -43- 40 – 20 20 - 54 6 – 27 – 37- 41- 42 – 43- 40 – 19 21 - 53 7 – 28 – 36- 41- 42 – 43- 40 – 18 22 – 52 1 – 29 – 35- 41- 42 – 43- 40 – 17 23 – 51 - 80 6 – 30 – 34- 41- 42 – 43- 40 – 16 24 – 50 – 79 2 – 31 - 33- 41- 42 – 43- 40 – 14 25 – 49 – 78 3 – 32 – 29- 41- 42- 43- 40 – 15 26 – 48 – 77 4 – 33 – 28- 41- 42 – 43- 40 - 13 27 – 47 – 76 5 – 34 - 27- 41- 42 – 43- 40 - 12 28 – 46 – 75 1 – 35 – 26- 41- 42 – 43- 40 – 11 29 – 45 -74 2 – 36 – 24- 41- 42 – 43- 40 -10 30 – 44 - 35 3 – 37 – 22- 41- 42 – 43 31 - 43 - 36 4 – 38 – 21- 41- 42 – 43 32 – 42 – 37 5 – 39 – 20- 41- 42 – 43 33 – 41 – 38 6 – 30 – 34- 41- 42 - 43 34 – 40 -39 2 – 31 - 33- 41- 42 - 43
  2. 2. Tarefa - Modelagem de Carga 2 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. O que é carga de um sistema elétrico? 2. O que é uma carga típica? Como ela está composta? 3. Quais são as dificuldades para modelar carga nos sistemas elétricos? 4. Explique porque a carga não é uma impedância. 5. Explique como a carga varia com a frequência e com a tensão. Figura 1 – Curva de carga típica diária de um sistema elétrico 6. O que é a curva de carga de um sistema elétrico? 7. O que é a carga mínima? Que problemas tipicamente a operação dos sis- temas elétricos são submetidos durante este período? 8. O que é a carga máxima? Que problemas tipicamente a operação dos sis- temas elétricos são submetidos durante este período? 9. Caracterize a carga máxima, média e mínima nas curvas de carga apresen- tadas na Figura 1 e na Figura 2.
  3. 3. Tarefa - Modelagem de Carga 3 10.Explique como eventos especiais podem modificar a curva de carga típica de um sistema elétrico. Figura 2 – Curva de carga da região Sul e Sudeste 11.Analisando o gráfico da Figura 2, pede-se estimar a diferença de potência entre a carga pesada de um dia normal e a de um dia de jogo e a energia que a concessionária de energia elétrica deixou de fornecer entre às 15 e 17 horas devido ao jogo de futebol. Como você explica o aumento da carga que ocorreu entre o final do primeiro tempo e o início do segundo tempo? 12.Como o termo carga é utilizado nos sistemas elétricos de potência? 13.Como se pode entender a economia de energia elétrica proporcionada pela implantação do horário de verão. Por que no Nordeste esta economia é desprezível? 14.O que é um equipamento de utilização de energia e como eles se classifi- cam? 15.De acordo com o ciclo de trabalho, as cargas se dividem em transitórias cí- clicas, transitórias não cíclicas e contínuas. Dê exemplos de cada uma de- las.
  4. 4. Tarefa - Modelagem de Carga 4 16.De acordo com o ciclo de trabalho, as cargas se dividem em transitórias cí- clicas, transitórias não cíclicas e contínuas. Dê exemplos de cada uma de- las. 17.A Figura 3 apresenta o diagrama unifilar de um sistema elétrico de potência com os resultados de um estudo de fluxo de carga. Figura 3 – Sistema elétrico Pede-se completar os resultados faltantes no diagrama do fluxo de potência e obter a perda de potência ativa na ligação entre EAGLE e GOOSE. Obter a perda de potência reativa na ligação entre GOOSE e OWL. Comente o valor encontrado. 18.A partir das informações disponíveis na Figura 3 sobre o sistema elétrico de potência, pede-se: a) Obter a perda de potência ativa e reativa total do sistema.
  5. 5. Tarefa - Modelagem de Carga 5 b) Considerando que o nível mínimo de tensão em um barramento é de 0,95 pu, qual o procedimento que você adotaria com relação a tensão do barramento de GOOSE? c) Considerando que as máquinas geradoras não possam operar com um fator de potência menor que 0,9, qual o procedimento que você adotaria com o gerador do barramento de DUCK? d) Ao desligar o capacitor ligado no barramento de OWL, o que acontecerá com a tensão neste barramento? e) Como você procederia para aumentar a tensão do barramento de EAGLE? f) A seu ver, o sistema opera satisfatoriamente? Em caso contrário, qual(is) a(s) providência(s) você tomaria para melhorar o desempenho? Justifique sua resposta. 19.O que são cargas essenciais numa planta industrial? E não essenciais? 20.Conceitue fator de carga, fator de demanda e fator de diversidade. Explique a importância e a aplicação de cada um destes fatores. 21.Por que quanto maior o fator de carga de uma planta industrial menor o cus- to com energia elétrica para um consumidor de alta tensão? 22.Apresente curvas de carga típica para um consumidor residencial, industrial e comercial. 23.Como atuar para reduzir o pico de uma curva de carga típica, cite medidas que podem ser adotadas com esta finalidade. 24.Como se modela uma carga elétrica? 25.O que é o modelo ZIP de uma carga?
  6. 6. Tarefa - Modelagem de Carga 6 26.A Figura 4 apresenta trechos do unifilar de um Sistema Elétrico de Potência, no qual estão plotados alguns resultados obtidos de um estudo de fluxo de potência. Os fluxos de potência nos ramos, as gerações e cargas estão plo- tados em MW e MVAr e as tensões em pu. Os demais dados do sistema es- tão apresentados no diagrama. Pede-se obter as grandezas P1 , P2 , V3 , P4 e Q4 , indicadas. Figura 4 – Sistema Elétrico 27.O que é uma carga sensível? 28.Explique qual a importância de se ter um modelo da carga com a tensão pa- ra realização de estudos de regime permanente? 29.Explique porque o modelo de carga tipo impedância constante é considera- do otimista em estudos de fluxo de potência. 30.Explique porque o modelo de carga tipo potência constante é considerado pessimista em estudos de fluxo de potência.
  7. 7. Tarefa - Modelagem de Carga 7 31.A Figura 5 destaca partes de um diagrama unifilar de um sistema elétrico no qual estão plotados alguns resultados obtidos de um estudo de fluxo de carga. Os fluxos de potência nos ramos, as gerações e cargas estão plota- dos em MW e MVAr e as tensões em pu. Os demais dados do sistema es- tão apresentados no diagrama. Pede-se obter as grandezas Q , P2, P3, Q4, P5, Q6 e V2 indicadas no diagrama. Figura 5 – Sistema elétrico 32.Como se distribui o consumo de energia elétrica por tipo de consumidor no Brasil? Qual o percentual de consumidor industrial? 33.Apresente o circuito equivalente de um motor indução trifásico? Explique fi- sicamente o que cada parâmetro modela do motor de indução. 34.Apresente os dados de placa de um motor de indução e explique o signifi- cado de cada um deles.
  8. 8. Tarefa - Modelagem de Carga 8 35.Desenvolver o SCRIPT curvacarga com o objetivo de plotar a curva de car- ga de um de dado consumidor, determinar a demanda média, a demanda máxima e o seu fator de carga. O SCRIPT deve apresentar gerar um arqui- vo de saída no formato ASCII com os dados e resultados obtidos que possa ser lido por outros aplicativos. 36.Use o MATLAB para desenvolver uma FUNCTION MODCARGA que a par- tir dos resultados obtidos em ensaios num determinado barramento, onde a tensão foi variada através do chaveamento de capacitores e foram medidas as potências ativa e reativa consumidas pela carga do barramento para modelar a carga por uma função do grau 5. Inclua uma variável saída para possibilitar apresentar ou não na Janela de comando os resultados obtidos, inclua uma variável Y para armazenar todos os dados de saída e uma vari- ável nome_arq para apresentar o nome do arquivo de saída no formato tipo texto para armazenar todos os dados de entrada e saída. V (pu) 0,9 0,95 1,00 1,05 1,10 Pc (pu) 0.6924 0.7456 0.8 0.8575 0.9169 Qc (pu) 0.5192 0.5592 0.6 0.6427 0.6879 37.Desenvolva uma FUNCTION flucarga que determine a tensão no terminal transmissor de um sistema elétrico com duas barras, interligado por uma li- nha de transmissão de impedância (r+j.xl) pu e com uma admitância (g+jwc) shunt, apresentado na Figura 6, quando a tensão no terminal receptor é Vc pu. Admita que a carga possa ser modelada por parte potência constante, parte corrente constante e parte impedância constante e que tenha seu mo- delo conhecido bem como a carga (P0+jQ0) pu na tensão de 1,0 pu. Inclua uma variável saída para possibilitar apresentar ou não na Janela de coman- do os resultados obtidos, inclua uma variável Y para armazenar todos os dados de saída e uma variável nome_arq para apresentar o nome do arqui- vo de saída no formato tipo texto para armazenar todos os dados de entra- da e saída.
  9. 9. Tarefa - Modelagem de Carga 9 Barra 2Barra 1 Z CARGA Figura 6 – Sistema elétrico de duas barras 38.Desenvolva uma FUNCTION fluxocarga que determine a tensão no terminal receptor de um sistema elétrico com duas barras, interligado por uma linha de transmissão de impedância (r+j.xl) pu e com uma admitância shunt (g+jwc), apresentado na Figura 6, quando a tensão no terminal transmissor é V1 pu. Admita que a carga possa ser modelada por parte potência cons- tante, parte corrente constante e parte impedância constante e que tenha seu modelo conhecido bem como a carga (P0+jQ0) pu na tensão na carga de 1,0 pu. 39.Use o MATLAB para desenvolver uma FUNCTION MODCARGA que a par- tir dos resultados obtidos em ensaios num determinado barramento, onde a tensão foi variada através do chaveamento de capacitores e foram medidas as potências ativa e reativa consumidas pela carga do barramento, obtenha um modelo ZIP para a carga dada. Inclua uma variável saída para possibili- tar apresentar ou não na Janela de comando os resultados obtidos, inclua uma variável Y para armazenar todos os dados de saída e uma variável nome_arq para apresentar o nome do arquivo de saída no formato tipo tex- to para armazenar todos os dados de entrada e saída. V (pu) 0,9 0,95 1,00 1,05 1,10 Pc (pu) 0.6724 0.7356 0.8 0.8475 0.9119 Qc (pu) 0.5292 0.5592 0.62 0.6627 0.6879
  10. 10. Tarefa - Modelagem de Carga 10 40.Desenvolva uma function para calcular o fluxo de potência ativa e reativa entre duas barras de um sistema elétrico, bem como o modelo pi e as per- das para transportar esse fluxo. function fluxo(R,L,G,C,freq, V1, V2, nome_arq, saida) Tabela 1 – Variáveis da function modeltrafo Parâmetro Variável resistência R indutância l condutância G capacitância C frequencia FREQ fasor tensão na barra 1 v1 fasor tensão na barra 2 v2 R+jwL G+jB G+jB 2 2 V1= E1 V2 = E21θ 2θ Figura 7 – Fluxo de potência ativa e reativa 41.Resolva a seguinte questão retirada do Livro: “Introdução aos Sistemas Elé- tricos de Distribuição” de Nelson Kagan, Carlos Cesar Baroni e Robba na página 171. Figura 8
  11. 11. Tarefa - Modelagem de Carga 11 42.Desenvolver o SCRIPT curvacarga com o objetivo de plotar a curva de car- ga de um de dado consumidor, determinar a demanda média, a demanda máxima e o seu fator de carga. O SCRIPT deve apresentar gerar um arqui- vo de saída no formato ASCII com os dados e resultados obtidos que possa ser lido por outros aplicativos. Figura 9 – SCRIPT curvacarga
  12. 12. Tarefa - Modelagem de Carga 12 Figura 10 – Arquivo de dados do SCRIPT curva carga Figura 11 – Uso do SCRIPT curva carga
  13. 13. Tarefa - Modelagem de Carga 13 43.Use o MATLAB para desenvolver uma FUNCTION MODCARGA que a par- tir dos resultados obtidos em ensaios num determinado barramento, onde a tensão foi variada através do chaveamento de capacitores e foram medidas as potências ativa e reativa consumidas pela carga do barramento. V (pu) 0,9 0,95 1,00 1,05 1,10 Pc (pu) 0.6924 0.7456 0.8 0.8575 0.9169 Qc (pu) 0.5192 0.5592 0.6 0.6427 0.6879 Figura 12 – Uso da FUNCTION modcarga Figura 13 – Gráfico da modelagem da potência ativa da carga
  14. 14. Tarefa - Modelagem de Carga 14 Figura 14 – Gráficos da modelagem da potência ativa e reativa da carga Figura 15 – Gráfico da modelagem da potência reativa da carga
  15. 15. Figura Figura a 16 – FUN a 17 - FUN 15 NCTION m NCTION m modcarga odcarga p Tarefa - M parte I parte II Modelagemm de Cargaa
  16. 16. Figuraa 18 - FUN 16 NCTION moodcarga p Tarefa - M parte III Modelagemm de Cargaa

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