Desenvolvimento de framework para análise e simulação dinâmica de sistemas elétricos de potência

This thesis presents a flexible Object Oriented (OO) methodology for the design and implementation of simulation software system used to perform dynamic studies of large electrical power systems. The proposed OO methodology aims at make easier the development, upgrade and maintenance of complex software systems. The user's requirements are mapped to set base classes which are atomic classes to perform the modeling of the dynamic devices such as electrical generators. In order to evaluate the methodology, a simulation software system was developed using the OO modeling. In order to evaluate the Framework performance, two study cases were carried out. The first one apply the Framework on the modeling and simulation of generation units at Tucuruí Power Plant. The simulation results were comparated to data measurements from field tests and shown the good performance of the Framework on reproducing electromechanical phenomena of this large Power Plant. In the second study, by its turn, the Framework was applied to the modeling of a Photovoltaic (PV) generation system, along with its Maximum Power Tracking (MPPT). The MPPT control was implemented using digital techniques. The simulation results show the good performance of the Framework on modeling the current as well as MPPT control of PV generations systems.Esta tese apresenta uma metodologia flexível orientada a objetos (OO) para a aplicação no projeto e implementação de sistemas de software utilizados na realização de estudos dinâmicos de sistemas elétricos de grande porte. A metodologia OO proposta objetiva tornar mais simples o desenvolvimento, a atualização e a manutenção de complexos sistemas de software para estudos de transitórios eletromecânicos em sistemas elétricos de potência. Os requisitos de usuário são mapeados para um conjunto de classes básicas, as quais são usadas para efetuar a modelagem de dispositivos dinâmicos tais como geradores elétricos. Para avaliação da metodologia foram realizados dois estudos de casos. No primeiro estudo caso o Framework foi aplicado na simulação das unidades geradoras da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. Os resultados da simulação foram comparados com medições obtidos em ensaios no campo e mostrou a boa performance do Framework na reprodução dos fenômenos eletromecânicos desta usina de grande porte. No segundo estudo de caso, por outro lado, o Framework foi aplicado na modelagem de um sistema de geração fotovoltaico (PV) com seu sistema de Rastreamento da Potência Máxima (MPPT). O controle MPPT foi implementado usando técnicas digitais. Os resultados das simulações demonstram a performance do Framework na modelagem do sistema de controle de corrente, assim como no controle MPPT, dos sistemas de geração PV