Simulação potência frequência

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás 
Centrais Hidrelétricas 
Professor: Thales Lima Oliveira 
Pág. 1 
 
Simulação do controle potência/frequência de máquinas síncronas 
 
Para a simulação do controle potência/frequência da máquina síncrona será utilizado o 
programa PSP-UFU, o qual pode ser obtido pelo seguinte link: 
https://thales1330.github.io/PSP/ 
1 Sistema de 3 barras 
Será simulado, inicialmente, uma inserção de carga em um simples sistema de 3 barras, 
representado pela figura abaixo: 
 
Figura 1 – Sistema teste de 3 barras. 
 
 
Nesse sistema estão presentes 2 geradores e 1 carga, conectados por três linhas de 
transmissão. Os dados das barras são exibidos na tabela abaixo: 
 
 
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Professor: Thales Lima Oliveira 
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Tabela 1 – Dados de barras do sistema de 3 barras. 
Nome Tipo 
Tensão 
Controlada 
Potência 
Ativa 
Gerada 
Potência 
Reativa 
Gerada 
Carga 
Ativa 
Carga 
Reativa 
Barra 1 Referência 1,0 p.u. - - 0,0 MW 0,0 MVAr 
Barra 2 PV 1,0 p.u. 50,0 MW - 0,0 MW 0,0 MVAr 
Barra 3 PQ - 0,0 MW 0,0 MVAr 100,0 MW 30,0 MVAr 
 
Os dados dos ramos são exibidos na Tabela 2: 
 
Tabela 2 – Dados de ramos do sistema de 3 barras. 
Nome De Para 𝑹 𝑿𝑳 𝑩 
Linha 1 Barra 1 Barra 2 0,0 p.u. 0,1 p.u. 0,01 p.u. 
Linha 2 Barra 2 Barra 3 0,0 p.u. 0,1 p.u. 0,01 p.u. 
Linha 3 Barra 3 Barra 1 0,0 p.u. 0,2 p.u. 0,02 p.u. 
 
O sistema possui dois geradores, sendo o Gerador 1, conectado na barra 2, representando 
uma usina hidrelétrica, com dados de um gerador de polos salientes; e o Gerador 2, conectado 
na barra 1, relativo a uma usina termelétrica, com dados de um gerador equivalente de polos 
lisos. Os dados dos geradores são apresentados abaixo, em que todos os dados sem unidades 
estão em p.u.: 
 
Tabela 3 – Dados dos geradores do sistema de 3 barras. 
Nome Potência Inércia 𝑹𝒂 𝑿𝒅 𝑿𝒒 𝑿𝒅
′ 𝑿𝒒
′ 𝑻𝒅𝟎
′ 𝑻𝒒𝟎
′ 
Gerador 1 100 MVA 2,6 s 0,01 0,8 0,6 0,2 0,25 5,0 s 2,0 s 
Gerador 2 100 MVA 4,0 s 0,01 0,8 0,8 0,2 0,25 5,0 s 3,0 s 
 
Ambos geradores possuem o mesmo regulador de tensão, indicado na figura abaixo: 
 
Figura 2 – Reguladores de tensão das máquinas síncronas. 
 
 
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Já para o regulador de velocidade da hidrelétrica utilize o regulador abaixo: 
 
Figura 3 – Regulador de velocidade do Gerador 1. 
 
 
Para o gerador da usina termelétrica, utilize o seguinte regulador de velocidade: 
 
Figura 4 – Regulador de velocidade do Gerador 2. 
 
 
2 Estudos de casos 
Com o sistema construído, faça as seguintes análises: 
1. Para uma regulação de 5% em ambos os geradores, insira uma carga de 80 MW 
e 20 MVAr na barra 3. Verifique a contribuição de potência ativa de cada usina 
e a frequência do sistema; 
2. Altere a regulação de ambos geradores para 2% e faça a mesma análise; 
3. Mantenha a regulação da usina hidrelétrica em 2% e altere para 5% a regulação 
da termelétrica, faça as mesmas análises.