SIMULATION TECHNIQUE OF ELECTRICAL NETWORK AND TRANSMISSION LINE

• Main Author: CARLOS AUGUSTO DUQUE
• Other Authors: JACQUES SZCZUPAK
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1997
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8212@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8212@2

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Este trabalho discute técnicas para simulação de redes elétricas com ênfase em operação em tempo real. As redes possuem linhas de transmissão como elementos a parâmetros distribuídos, enquanto redes RLC correspondem aos elementos concentrados, se bem que muitos dos resultados não se restringem só a estes tipos de elementos. A modelagem de linhas de transmissão é considerada primeiro, sob o ponto de vista da comparação entre dois modelos da literatura, caracterizando sua adequação para simulação em tempo real. Desta comparação resulta uma combinação de procedimentos como adequada à simulação. Na seqüência, é apresentado um novo algoritmo de integração numérica, baseado na descrição de estado de rede e em filtragem digital multitaxa. O novo algoritmo mostrou que pode reduzir o esforço computacional da simulação da rede, ao mesmo tempo que melhorou a qualidade das mesmas. O próximo objetivo relaciona-se com as oscilações numéricas, causadas pelo uso da Integração Trapezoidal em algumas configurações de rede. Um método de análise, baseado em teoria de rede e processamento digital de sinais é desenvolvido. A Partir dele são identificadas as configurações de redes, passíveis de gerações numéricas na sua contraparte digital. Métodos convencionais de eliminação das oscilações numéricas são analisados, incluindo no método o sistema multitaxa. Em todos os casos o sistema novo apresentou melhores resultados, sendo que seu uso apropriado, pode, por se, eliminar as oscilações numéricas. Alguns casos ilustrativos de redes de sistemas de potência estão incluídos, sendo desenvolvidos em linguagem MATLAB. Eles indicam que a combinação do modelo sugerido para linha de transmissão com o novo método de integração numérica multitaxa, permite a simulação da rede com reduzido esforço computacional e portanto aumentar a possibilidade de simulação de redes complexas em tempo real. === This work discusses techniques for electrical network digital simulation, emphasizing real time operation. The networks contain transmission lines as distributed elements and RLC elements as lumped parameters, although many of the results are not restricted to these elements. Transmission line modeling is considered first, comparing two of the methods found in literature from the real time simulation point of view. The convenience of their use is subject of analysis, leading, later on, to suggest a blend of approaches for real time simulation. In the sequence of the work, it is introduced a new numerical integration algorithm, based on network state space description and multirate digital filtering. The new integration method reduces the simulation computational complexity while simultaneously improving its accuracy. Next, the focus is on numerical oscillations caused by the Trapezoidal Integration approach in some network configurations. It is presented a method to identify electrical network configurations that might generate numerical oscillations in their digital counterparts. The method is a result of both, network and digital signal theory. Conventional and new techniques are applied in order to eliminate the numerical oscillations. The new multirate approach improves convetional techniques results, while properly used eliminates by itself the numerical oscillations. Some power systems network illustrative cases are included, using the new integration method and the proposed digital transmission line model. It is shown that this combination produces improved performance, final accuracy and reduced computational effort, resulting appropriate for real time simulations.