CAPITOLUL XX

MODELAREA I REPREZENTAREA N SCHEMELE MONOFILARE

A ELEMENTELOR COMPONENTE ALE UNUI SISTEM ELECTROENERGETIC N DIGSILENT

POWER FACTORY

Calculul regimului permanent de funcionare al unei reele electrice, cum ar fi, de

exemplu, cea din zona Moldova a reelei de transport 400 i 220 kV, reprezentate n Fig. XX.1 i

XX.2 nseamn, pe scurt, determinarea tensiunilor din toate nodurile reelei, pe baza schemei de

funcionare, parametrilor electrici ai elementelor componente i a sarcinilor i puterilor generate

n reea la un moment dat. n acest scop, se folosesc aplicaii specializate, de sine stttoare sau

incluse n pachete de programe specializate pentru analiza reelelor electrice (EDSA, Neplan,

ETAP, DIGSilent Power Factory).

Primul pas necesar pentru realizarea unei asemenea analize este implementarea

(reprezentarea) reelei n program sub forma unei scheme monofilare (pe o singur faz) i

introducerea datelor de intrare ale problemei, anume a parametrilor electrici ai fiecrui element al

schemei (linii, transformatoare, generatoare etc). Elementele schemei sunt reprezentate prin

simboluri convenionale a cror dispunere poate sau nu s reflecte amplasamentele i i distanele

din schema real. Pachetele de programe comerciale sunt prevzute de obicei cu interfee grafice

care permit construirea facil a schemelor monofilare. Exist ns i situaii n care programele

citesc datele de intrare din fiiere cu format predefinit, omind pasul construirii schemei

monofilare. n Fig. XX.1-XX3, sunt prezentate cu titlu de exemplificare schema de principiu,

schema monofilar desenat i schema monofilar construit cu ajutorul programului

DIGSilent Power Factory.

Reprezentarea unei scheme reale trifazate printr-o schem monofilar este posibil

deoarece calculul regimului permanent al reelelor electrice folosete cteva ipoteze

simplificatoare pentru efortul de calcul, dar suficient de apropiate de realitatea practic. Cele mai

importante dintre ele sunt:

Simetria constructiv a circuitelor electrice i magnetice pe cele trei faze, pentru

toate elementele componente ale schemei

Neglijarea influenelor mutuale ntre elementele componente.

Abaterile de la aceste ipoteze apar n momentul producerii unor fenomene al cror studiu

nu face obiectul analizelor de regim permanent. Prin urmare, regimul permanent al SEE se poate

studia pe o singur faz, iar reelele se reprezint cu ajutorul schemelor monofilare. n orice

punct al sistemului, sistemele trifazate de tensiuni i cureni sunt sisteme simetrice de secven

direct, iar parametrii de circuit ai elementelor SEE sunt cei de secven direct. n aceste

condiii, se spune c SEE se afl n regim permanent sinusoidal echilibrat (regim simetric), numit

n continuare pe scurt regim permanent.

Elementele componente ale SEE, reprezentate n schemele monofilare, sunt de dou

categorii:

elemente active (generatoare i sarcini)

elemente pasive (linii, transformatoare).

Fig. XX.1 - Schema monofilar a reelei Transelectrica din Moldova, reprezentare

geografic

Fig. XX.2 - Schema monofilar a reelei Transelectrica din Moldova, reprezentare

echivalent

Fig. XX.3 - Schema monofilar a reelei Transelectrica din Moldova,

implementat n programul DIGSilent Power Factory

n cadrul acestei lucrri, calculul regimului permanent s-a realizat cu ajutorul programului

DIGSilent Power Factory, care permite implementarea uoar a schemelor monofilare ale

reelelor electrice i preluarea rapid a rezultatelor obinute. Programul permite att calcule

pentru scenarii orare, n care sarcinile sunt indicate sub form de valori instantanee ale puterilor

nodale, ct i realizarea unor calcule automatizate pentru valori variabile n timp, n care puterile

nodale sunt exprimate sumb form de curbe de sarcin zilnice, sptmnale, lunare etc.

Indiferent de metoda de reprezentare a sarcinii, implementarea schemelor monofilare i

definirea parametrilor elementelor componente ale acestora se realizeaz n fereastra principal a

programului, reprezentat n Fig. XX.4.

Elementele componente se traseaz n schem cu ajutorul mose-ului, alegndu-se din

panoul cu elemente notat n Fig. 4 cu (4). Elementul se alege fcnd click cu mouse-ul pe

simbolul grafic corespunztor. Cnd elementul este selectat, cursorul mouse-ului este nsoit de o

pictogram sugestiv, care replic simbolul elementului. Aezarea pe schem se realizeaz

fcnd click cu mouse-ul pe amplasamentul dorit n schema monofilar (Fig. XX.5). Click-uri

succesive aeaz mai multe elemente de acelai tip pe schem. Cnd se dorete schimbarea

elementului desenat, se apas click dreapta de mouse sau tasta Esc.

Fig. XX.4 Componentele ferestrei principale DIGSilent Power Factory

(1) Bara de meniuri; (2) Bare de instrumente; (3)- Fereastra principal; (4) Panoul de elemente; (5) Fereastra de mesaje

Fig. XX.5 Desenarea elementelor pe schemele monofilare

Principalele elemente ce pot fi desenate pe o schem monofilar sunt indicate n Fig.

XX.6.

2 1

3

4

5

Fig. XX.6 Principalele elemente ce se pot introduce ntr-o schem monofilar n programul DIGSilent Power Factory

n continuare, se prezint modalitatea de introducere a acestor elemente ntr-o schem

monofilar.

X.1 Noduri

ntr-o reea electric, nodurile sunt punctele de reea n care se realizeaz consumuri, se

injecteaz n sistem putere produs de generatoare sau se interconecteaz elemente din reea

(linii, transformatoate etc)

Fig. XX.7 Ilustreaz reprezentarea grafic a unui nod (bar, Busbar) n programul

DIGSilent Power Factory.

Fig. XX.7 Reprezentarea unui nod n DIGSilent Power Factory

Exemplu: Introducerea unei bare n programul DIGSilent.

Pentru bare, trebuie introdui urmtorii parametri: numele barei (Name), tipul (curent

alternativ AC sau continuu DC System Type, implicit AC, curent alternativ) tehnologia de

realizare (monofazat, bifazat, trifazat Phase Technology implicit trifazat, ABC) i tensiunea

Nod (Single Busbar System)

Sistem extern (External Grid), folosit pentru definirea nodului de echilibru

Linie electric (Line)

Transformator cu dou nfurri (2-Winding Transformer)

Generator sincron (Synchronous Machine), folosit pentru definirea nodurilor PU

Sarcin (Load)

nomilan, valoarea de linie, n kV (Nominal Voltage). Definirea tipului barei este opional, iar

definirea unui asemenea tip va fi explicat n detaliu la introducerea unui generator.

Pentru a fi posibil realizarea calculului de regim, tensiunea nominal a staiei

(Substation) din care face parte bara trebuie s fie identic cu tensiunea barei (Fig. XX.8).

Fig. XX.8 Definirea unei bare n DGSilent Power Factory: nume (Name), staie (Substation),

tensiune nominal (Nominal Voltage), pe bar i n staie

n noduri se conecteaz majoritatea elementelor din reea (linii, transformatoare etc).

Conectarea elementelor se realizeaz fcnd click pe nodul dorit. Aceasta provoac afiarea

detaliat a nodului, care are implicit patru terminale de conexiuni, iar conectarea unui element se

poate face n oricare dintre acestea, dac este liber (Fig. XX.9 a). Cnd toate terminalele sunt

ocupate, se va autocrea un terminal liber. Dup conectarea elementului, se iese automat din

afiarea detaliat, revenindu-se la schema normal (Fig. XX.9 b).

Definirea numelui pentru bar i substaie sunt opionale, ns programul folsete implicit

aceste nume, afindu-le n apropierea nodului, n forma nume_bar/nume_staie (Single

Busbar/BB, Fig. XX.7).

(a) (b)

Fig. XX.9 Conectarea unui element de reea la un nod

Un tip special de element este reeaua extern (External System), care se conecteaz pe o

bar pentru a o transforma n nodul de echilibru (balansare) necesar calculelor de regim.

Reprezentarea acesteia n schem este prezentat n Fig. XX.9 b. Parametrii ce trebuie introdui

pentru nodul de echilibru sunt:

Tensiunea de referin, modul (n uniti relative) - Un

Argumentul tensiunii de referin, de obicei 0 (n grade).

Parametrii ce trebuie introdui n fereastra de dialog din Power Factory sunt exemplificai

n Fig. XX.10

Fig. XX.10 Definirea unui nod de echilibru n DIGSilent Power Factory: nume (Name), tip

echilibru (Bus Type) slack, SL, tensiune de referin, modul (Voltage Setpoint) i argument (Angle)

X.2. Generatoarele sincrone.

Fig. XX.11 ilustreaz reprezentarea grafic n schemele monofilare a unui generator

sincron, n programul DIGSilent Power Factory.

Fig. XX.11 Reprezentarea unui generator sincron n DIGSilent Power Factory

n calculele de regim permanent, nodurile generatoare sunt considerate de obicei, noduri

de tip PU. Pentru ele se cunosc puterea activ generat, modulul tensiunii i limitele maxim i

minim ale puterii reactive generate, iar n urma calculului rezult puterea reactiv a nodului i

argumentul tensiunii nodale.

Exemplu. Ca o regul general, n ferestrele de introducere a datelor asociate oricrui

orice tip de element (linie, transformator, generator) se pot introduce date pentru diverse tipuri de

studii (regim permanent, regimuri de scurtcircuit, calcule de dimensionare, de fiabilitate etc). n

cazul n care schema introdus va fi folosit exclusiv pentru calcule de regim, este suficient

introducerea datelor menionate mai sus (puterea activ, factorul de putere i tensiunea nominal,

reactanele sincrone, dac se iau n considerare, i limitele puterii reactive generate). De

asemenea, pachetele de programe specializate de tipul Neplan, EDSA, Power Factory dispun de

baze de date cu echipamente predefinite, care pot fi completate de ctre utilizatori cu

echipamentele proprii. n Fig. XX.12 XX.16 este indicat succesiunea pailor ce trebuie

ndeplinii pentru introducerea datelor de intrare ale unui generator n programul de calcul

DIGSilent Power Factory (DIGPF). Pentru acest generator, s-au considerat limitele puterii

reactive Qmin= 10 MVAr i Qmax = 40 MVAr i o putere activ generat la momentul calculului

de Pg =20 MW.

Se conecteaz ntr-un nod al schemei un generator sincron, folosind pictograma din

bara de unelte a programului.

Executnd dublu click pe simbolul introdus, ori click dreapta > Edit data, apare

fereastra asociat elementului.

n aceast fereastr, trebuie indicat numele generatorului (Name) i tipul (Type) DIGPF

permite folosirea unui tip predefinit, inclus n baza de date implicit a programului (Select

Global Type - alege un tip global, predefinit), sau a unui tip definit de utilizator (Select Project

Type alege un tip definit de utilizator n schema curent). Dac se dorete utilizarea unui

generator care nu exist n baza de date, se va defini de ctre utilizator un tip nou. Calculul de

regim nu va funciona dac mcar un singur element din reea nu are asociat un tip corect definit.

Parametrii electrici fundamentali ai echipamentului (de pild Pn sau cosn) sunt preluai i

folosii de ctre program din tipul acestuia.

Fig. XX.12 Fereastra principal de introducere a datelor pentru un generator n programul DIGSilent Power Factory

Pentru acest exemplu, se alege un tip global, din lista de generatoare disponibile:

Fig. XX.13 Alegerea tipului unui generator n programul DIGSilent Power Factory

Parametrii nominali ai generatorului pot fi vizualizai n ferestrele de date asociate

tipului. Dac tipul folosit este unul predefinit (Global), parametrii nu pot fi modificai

(sunt read-only) Fig. XX.15 arat c generatorul ales are tensiunea nominal Un = 10,5

kV, factorul de putere nominal cosn=0.8 i reactana sincron longitudinal xd = 2.54

u.r.

Fig. XX.14 Accesarea datelor nominale ale unui generator prin intermediul tipului acestuia

Fig. XX.15 Parametrii electrici nominali ai tipului unui generator sincron.

n final, pentru folosirea generatorului ca nod PU, trebuie indicate n fereastra sa

principal de date (prezentat n fig XX.16) tipul de reglaj prin tensiune, tensiunea

impus n nod, limitele maxim i minim de putere activ i reactiv i puterea activ

generat n regimul permanent studiat.

S-au ales:

Mode of Local Voltage

Controller: Voltage

Active Power: 20 MW

Voltage: 1.1 p.u.

(=1.1*10,5 kV)

Reactive Power Limits

Min 10 Mvar, Max. 40

MVar

Fig. XX.16 Folosirea unui generator sincron ca nod PU

XX.3. Sarcini

Cnd vorbim despre sarcina din nodurile SEE, ne referim la sarcina complex, alctuit

din puterile absorbite de toi consumatorii, de diferite tipuri, racordai n nod.

Fig. XX.17 indic reprezentarea grafic n schemele monofilare a sarcinii electrice n

DIGSilent Power Factory.

Fig. XX.17 Reprezentarea sarcinilor n DIGSilent Power Factory

n condiii normale de funcionare, cnd nu exist deficit de putere activ sau reactiv, iar

nivelul tensiunilor i al frecvenei n reea sunt apropiate de cele nominale, sarcinile se modeleaz

prin valori constante (cureni sau puteri):

constQconstP

s

s

=

=t (XX.1)

Reprezentri alternative:

prin surs de curent: prin impedan:

Exemplu. Definirea datelor de intrare ale unei sarcini de valori Ps=17 MW i Qs=8 MVAr

n programul DIGSilent Power Factory este indicat n Fig. XX.18. Se pot alege mai multe

moduri de definire a sarcinii (Input mode), cea implicit fiind prin valori n MW ale puterii

active P i reactive Q. Implicit, sarcina este echilibrat pe cele trei faze (Balanced), dar se pot

defini i sarcini dezechilibrate pe faze (Unbalanced).

Fig. XX.18 Definirea unei sarcini n programul DigSilent Power Factory

XX.4. Linii electrice

Fig. XX.19 ilustreaz reprezentarea grafic a unei linii electrice n programul DIGSilent

Power Factory. Linia N01-N02 s-a definit ntre dou noduri, N01 i N02.

Fig. XX.19 Reprezentarea liniilor electrice n DIGSilent Power Factory

Pentru calculul regimului permanent, este necesar specificarea urmtorilor parametri ai

liniilor electrice aeriene (LEA) i subterane (LES):

Rezistena specific (lineic, pe lungimea de 1 km) r0 [/km]

Reactana specific x0 [/km]

Conductana specific g0 [S/km]

Susceptana specific b0 [/km]

Numrul de circuite n paralel nc

Lungimea liniei l [km]

Pe baza acestor valori, se calculeaz parametrii globali ai liniei, impedana longitudinal

i admitana transversal:

cc

nbjglynxjrlz+=

+=

)(/)(

00

00 (XX.2)

Valorile parametrilor specifici ai liniilor depind de seciunea transversal i materialul

conductoarelor. Ei se preiau din cataloage de specialitate (caz n care au fost msurai de

productor) sau msurtori directe. Majoritatea liniilor se construiesc cu un circuit sau cu dou

circuite n paralel, dar exist i tipuri constructive de linii cu mai multe circuite n paralel

Exemplu: Introducerea unei linii electrice ntr-o schem n DigSilent Power Factory.

La fel ca n cazul generatoarelor i sarcinilor, este obligatorie definirea tipului de linie

folosit, fie alegndu-l din baza de date a programului (Fig. XX.20), fie definind un tip nou.

Particular programului DIGSilent Power Factory este faptul c parametrii specifici ai liniilor

electrice aeriene i n cablu sunt stocai n tipul conductorului (Fig. XX.21). n fereastra de

definiie a parametrilor liniei vor trebui specificate apoi lungimea n km, numrul de circuite n

paralel i tipul liniei (LEA sau LES) (Fig. XX.22). Programul alege implicit reprezentarea

matematic a liniei prin cuadripoli n (opiunea Line Model).

Fig. XX.20 Alegerea din baza de date a programului DIGSilent Power Factory a unui cablu trifazat cu pentru tensiune nominal 20 kV, cu conductor de aluminiu de seciune transversal de

150 mm2 i izolaie de polietilen reticulat

Fig. XX.21 Parametrii de interes pentru tipul unei linii: nume (Name), tensiune nominal

(Rated Voltage), tip LEA/LEC (OHL/Cable), curentul limit termic (Rated Current), frecvena nominal (Nominal Frequency), rezisten, reactan, susceptan (R, X, B), tip c.a. /c.c. (AC/DC), numrul de faze (Phases), numrul de conductoare de neutru (No. of Neutrals)

Fig. XX.22 Parametri de interes pentru o linie electric: Nume (Name), Tip (Type) Stare n serviciu/deconectat (Out of Service), numrul de circuite n parallel (Number of Parallel

lines), lungime (Length of line).

XX.5. Transformatoare

Transformatoarele utilizate n SEE pot fi de trei tipuri:

cu dou nfurri

cu trei nfurri

autotransformatoare

Fig. XX.23 ilustreaz reprezentarea grafic a unui transformator electric cu dou

nfurri n programul DIGSilent Power Factory, definit ntre dou noduri oarecare N01 i N02.

Fig. XX.23 Reprezentarea transformatoarelor cu dou nfurri

n programul DIGSilent Power Factory

Pentru calculul regimului permanent, este necesar specificarea urmtorilor parametri de

catalog:

Puterea aparent nominal nS [MVA]

Tensiunea nominal a nfurrii de nalt tensiune ITnU [kV]

Tensiunea nominal a nfurrii de joas tensiune JTnU [kV]

Tensiunea de scurtcircuit scu [%]

Curentul de mers n gol oi [%]

Pierderi de putere activ n sarcin (n nfurri, la scurtcircuit) scP [kW]

Pierderi de putere activ la mers n gol (n miez, n fier) 0P [kW]

Numrul de prize de reglaj (ploturi) i pasul de variaie al tensiunii ntre dou

prize succesive

Tipul i grupa de conexiuni a nfurrilor (stea, triunghi, zig-zag)

Pornind de la aceste date i alegnd una dintre tensiunile nominale ca mrime de raportare

notat n continuare Un cei patru parametri electrici ai transformatorului cu dou nfurri se

calculeaz cu relaiile:

][10 322

= n

nscT S

UPR ][100

2

=n

nscT S

UuX (XX.3)

][10 32 SU

PGn

FeT

= ][100 2

0 SUSiB

n

nT

=

Unele programe de calcul, precum EDSA, solicit ca date de intrare direct aceti

parametri globali.

n funcie de sensul normal de curgere al puterii prin transformator, celor dou nfurri

ale transformatorului li se asociaz denumirile de primar i secundar. Atunci cnd nfurarea

primar este cea de nalt tensiune, transformatorul este cobortor, iar cnd nfurarea primar

este cea de joas tensiune, transformatorul este unul ridictor.

Exemplu:definirea unui transformator cu dou nfurri n DIGSilent Power Factory

Programul DigSilent Power Factory memoreaz n tipul transformatorului toate datele de

catalog ale unui transformator (Fig. XX.24). n fereastra de definiie a transformatorului, se

precizeaz doar numele, starea activ-inactiv i plotul curent de funcionare al transformatorului

(Fig. XX.25).

Fig. XX.24 Parametrii definii n tipul unui transformator cu dou nfurri n programul

DIGSilent Power Factory: nume (Name), putere aparent nominal (Rated Power), tensiunile nomainale ale nfurrilor de nalt (HV high voltage) i joas (LV low voltage) tensiune

(Rated Voltage), tensiunea de scurtcircuit (Short-circuit voltage uk), pierderile de putere activ n sarcin sau n cupru (Copper Losses), grupa de conexiuni (Vector Group), numrul i pasul ploturilor (Tap Changer), curentul de mers n gol (No Load Current) i pierderile de putere

activ n fier sau la mers n gol (No Load Losses)

Fig. XX.25 Date de regim pentru un transformator, n programul DIGSilent Power Factory:

nume (Name), stare de funcionare (Out of Service) plot de funcionare (Tap)

Valorile parametrilor elementelor componente pot fi introduse sau modificate n dou

moduri: n ferestrele de dialog prezentate n paragrafele anterioare sau folosind managerul de

date, n care editarea se realizeaz tabelar, ca n Excel. n acelai mod se preiau ulterior i

rezultatele, din tabul Flexible Data (Fig. XX.26).

Fig. XX.26 Modificarea parametrilor unei bare folosind managerul de date

Cea de-a doua etap a calculului de regim n DIGSilent Power Factory este realizarea

calculului i preluarea rezultatelor acestuia.

Dac sarcinile au fost introduse pentru un singur scenariu orar, conform modelului descris

n paragraful XX.2. atunci calculul se poate realiza n dou moduri: prin apsarea butonului

din bara de instrumente a ferestrei principale, sau prin accesarea opiunii Load Flow din meniul

Calculation (Fig. XX.27).

Fig. XX.27 Efectuarea calculului de regim n DIGSilent Power Factory

Rezultatele calculului de regim pot fi extrase tabelar din managerul de date al

programului, pe tipuri de elemente, sau pot fi vizualizate grafic, n casetele de rezultate de pe

schema monofilar (fig. XX.28)

Fig. XX.28 Vizualizarea pe schem a rezultatelor calculului de regim

Pentru vizualizarea tabelar i exportul rezultatelor n fiiere ce pot fi prelucrate n Excel,

se alege din managerul de date tipul de element dorit (de exemplu, linii, Fig. XX.29). Rezultatele

cutate se gsesc n tabul Flexible Data.

Fig. XX.29 Vizualizarea tabelar a rezultatelor

Rezultatele afiate pot fi copiate ntr-un fiier text delimitat de tabulatori, ce poate fi

prelucrat n Excel sau orice alt program ce recunaote formatul de fuier text simplu, prin

selectarea lor (Ctrl-A sau click dreapta Select All selecteaz tot ) i apelarea comenzii Spread

Sheet format : Write to file (format foaie tabelar, scrie n fiier) disponibile la click dreapta de

mouse (Fig. XX.30, XX.31).

Fig, XX.30 Exportul rezultatelor n fiiere text

Fig, XX.31 Exportul rezultatelor n fiiere text, vizibile n Excel

Afiarea implicit nu conine toate variabilele calculate. De exemplu, pentru linii nu se

vor afia implicit circulaiile de putere activ i reactiv la capete. Afiarea poate fi

particularizat apelnd din managerul de date butonul , Define Flexible Data (Definete

date) Sau fcnd click dreapta pe numele tabului Flexible Data i alegnd aceeai opiune (Fig.

XX.32).

Fig. XX.32 Particularizarea rezultatelor afiate

Folosindu-se categoriile de variabile predefinite (Variable Set) i butoanele

(adaug) i (elimin) sau dublu click cu mouse-ul n ferestrele Available Variables

(Variabile disponibile pentru afiare) i Selected Variables (variabile selectate, afiate n fiierul

de rezultate), se aleg doar acele variabile ce se doresc a fi reinute ca rezultate. n Fig. XX.33 i

XX.34, se rein i se afieaz pentru linii doar circulaiile de putere activ i reactiv la ambele

capete i pierderile de putere activ. P:bus1, P:bus2, Q:bus1, Q:bus2, Ploss:bus1.

Sortarea rezultatelor se poate face fcnd click cu mouse-ul pe capul coloanei de tabel

dorite, ceea ce va determina aranjarea n ordine cresctoare sau descresctoare sau alfabetic

cresctoare sau descresctoare.

Fig. XX.33 Particularizarea rezultatelor afiate pentru linii

Fig. XX.34 Afiarea rezultatelor particularizate pentru linii

Calculul unui numr mare de regimuri ar presupune modificarea succesiv a puterilor

nodale i apoi citirea rezultatelor pentru fiecare regim n parte, proces consumator de timp.

Pentru rezolvarea acestui inconvenient, programul Power Factory dispune de un modul de calcul

specializat, capabil s citeasc seturi mari de date din fiiere csv (comma separated values), care

sunt uor de creat i procesat folosind programul Microsoft Excel, apoi s exporte rezultatele n

fiiere de tip text.

Modalitatea de utilizare a programului pentru acest tip de calcul este descris n detaliu n

continuare:

Primul pas, realizat deja este construirea schemei monofilare i introducerea parametrilor

electrici ai tuturor elementelor reelei. Reeaua exemplificat n fig. XX.35 are cinci noduri,

dintre care patru sunt noduri consumatoare (PQ) iar unul, nodul 1, este de echilibru, i cinci linii

electrice.

Pentru calculul mai multor regimuri fr intervenia utilizatorului, valorile puterilor active

i reactive din cele patru noduri de sarcin vor fi citite automat de program dintr-un fiier csv,

creat n acest scop. n acest fiier (fig. XX.36) prima coloan, care pentru programul Power

Factory are indexul 0, trebuie s conin numrul de ordine al regimului calculat.

Fig. XX.35 Reea test pentru calculul regimului permanent pe curbe de sarcin,

introdus n DIGSilent Power Factory

Urmtoarele coloane vor conine valorile puterilor active i reactive pentru nodurile

reelei, fr o ordine impus, ns, odat aleas pentru un regim, ea trebuie pstrat pentru toate

regimurile citite din fiierul curent. Pentru exemplul reelei electrice din fig.X.35, care are patru

noduri de sarcin, fiierul csv trebuie s conin o coloan index i nc opt, patru pentru puteri

active i patru pentru puteri reactive nodale (Fig. XX.36). Ordinea coloanelor nu este impus,

ns, din motive de simplificare a calculelor, se alege de obicei o ordine relevant (P-P-P-Q-Q-Q

sau P-Q-P-Q-P-Q). Se pot folosi, dac este cazul, fiiere diferite pentru elemente diferite ale

reelei. Numrul de linii de date din fiier indic numrul de regimuri care vor fi calculate

succesiv (maxim 8760, numrul de ore dintr-un an).

Fig. XX.36 Fiierul de date utilizat pentru calculele de regim

n continuare, se apas butonul Date/Time of Calculation Case, , se fixeaz data i

ora studiului de caz la cele dorite i ora de start (Hour of Year) la 0 i se apas OK (fig. XX.37)

Fig. XX.37 Stabilirea datei i orei de start a studiului de caz

Apoi, se realizeaz legtura ntre fiierul csv i sarcinile definite n schema monofilar.

Aceasta se realizeaz manual pentru o singur sarcin, apoi parial automat pentru restul

sarcinilor din reea.

n acest scop, se execut dublu click cu mouse-ul pe oricare dintre sarcinile din schem i

se afieaz fereastra de dialog pentru introducerea datelor corespunztoare acesteia.

Se face click dreapta pe cmpul Active Power (putere activ) din tabul Load Flow

(calcul de regim permanent), se alege opiunea New Characteristic (caracteristic nou) i apoi

Characteristic from file (caracteristic citit din fiier) (fig. XX.38).

n fereastra care se deschide, trebuie definit o scal de timp, care va fi utilizat n calcul.

Pentru aceasta se apas butonul cu sgeat orientat n jos, se alege opiunea Select (Fig.

XX.39), iar n urmtoarea fereastr se execut click dreapta din mouse undeva pe zona alb a

cmpului Name (nume), i se alege opiunea New (nou) i Others (altele) (Fig. XX.40).

Se definete un declanator (trigger) cruia i se asociaz un nume (myTrigger), un tip

(hour of year- or din an) i se apas butonul OK (fig. XX.41). Se selecteaz triggerul creat i se

nchide fereastra. Triggerul va aprea selectat i va fi utilizat de ctre sarcin (fig. XX.42).

Fig. XX.38 Selectarea fiierului de date pentru citirea automat a sarcinilor

Fig. X.39 Definirea scalei de timp (1)

Fig. X.40 Definirea scalei de timp (2)

Fig. X.41 Definirea scalei de timp (3)

Fig. XX.42 Selectarea scalei de timp

Dup definirea i selectarea triggerului, se indic pentru sarcina selectat fiierul de date

(Filename) din care se vor prelua valorile, precum i coloana (Column) din acest fiier din care

va fi citit valoarea puterii active. Deoarece prima coloan din fiierul csv este numerotat de

ctre program cu 0, coloana trecut n fig. XX.43 este de fapt a doua coloan din fiier. Dac

valorile nscrise n fiier sunt exprimate n MW sau MVAr, atunci factorii de conversie a sarcinii

a i b vor trebui s primeasc valorile 1, respectiv 0. Cmpul Usage (utilizare ca.. .) trebuie trecut

pe valoarea absolute (valoare absolut), iar cmpul Approximation (aproximare) se trece pe

valoarea constant.

n fiecare dintre ferestrele discutate pan acum, pentru realizarea efectiv a schimbrilor

introduse este obligatorie apsarea butonului OK.

Fig. XX.43 Configurarea unei sarcini pentru citirea valorii din fiier

n mod similar, se realizeaz citirea valorilor pentru puterea reactiv consumat de

sarcina selectat (fig. XX. 44).

Fig. XX.44 Citirea din fiier a valorii pentru puterea reactiv

Aceast succesiune de pai pentru citirea datelor din fiier trebuie realizat pentru toate

nodurile consumatoare i generatoarele din reea. Pentru reelele de dimensiuni mari (sute sau mii

de noduri), definirea manual a fiecrei sarcini ar necesita un volum mare de timp. De aceea, este

mai convenabil modificarea valorilor direct n baza de date, concomitent pentru toate sarcinile.

S apas butonul de invocare a bazei de date i se selecteaz sarcinile (fig. XX.45).

Fig. XX.45 Selectarea sarcinilor pentru copierea automat a caracteristicilor din fiier

n tabul Scales (scala de timp), n coloanele hour of year plini i hour of year qlini sunt

completate valori doar pentru sarcina S02 pentru care s-a realizat asocierea cu fiierul csv.

Aceast asociere se realizeaz rapid i pentru toate celelalte sarcini din reea prin copiere, la fel

ca n Excel (Fig. XX.46). Dac tabul Scales din managerul de date nu este vizibil, el se activeaz

folosind opiunea User Settings (Configurri realizate de utilizator) din meniul Tools (Unelte).

n tabul Functions (Funcii), se bifeaz elementul Scales (Fig. XX.47).

Copierea automat nu modific i numrul coloanei din care este citit valoarea fiecarei

sarcini. El se modific simplu, folosind opiunea Parameter Characteristic from File (Curbe de

variaie ale parametrului preluate din fiier) din managerul de date, putnd fi introdus manual sau

prin copiere n bloc din Excel, n coloana Column (Coloan) din tabul Curves (Curbe) (fig.

XX.48).

Fig. XX.46 Copiere automat a asocierii sarcinilor cu fiierul csv

, Fig. XX.47 Activarea tabului Scales din managerul de date

Fig. XX.48 Asocierea coloanelor din fiierul csv cu sarcinile din schem

Pasul urmtor este calcularea tuturor regimurilor definite n fiierul csv. Se selecteaz cu

Ctrl-A sau click dreapta i Select All toate elementele reelei, se face click dreapta pe unul dintre

ele i din meniul contextual se alege opiunea Execute DPL Scripts (Execut script DPL) (Fig.

XX.49). Din lista de scripturi predefinite se alege TimeSweep (secvena de timp) (Fig. XX.50).

Fig. XX.49 Lansarea n execuie a calculului de regim

Fig. XX.50 Executarea scriptului TimeSweep

n fereastra scriptului, se modific parametrii start time, time step i stop time (nceput,

pas i final). Pasul, nceputul i sfritul calculului sunt alese de utilizator. Sfritul nu trebuie s

depeasc ultima valoare din coloana 0 a fiierului csv, n caz contrar rezultatele repetndu-se.

Pentru memorarea schimbrilor, se apasd butoanele Save (Salvare) i Update (Actualizare).

Executarea se realizeaz cu butonul Execute (Fig. XX.51).

Rularea scriptului e semnalizat de progresia datei i orei de lucru din bara de stare a

programului. La final, se afieaz un mesaj de confirmare, care conine o serie de rezultate de

sintez ale calculului (Fig.XX.52).

Fig. XX.51 Modificarea parametrilor scriptului TimeSweep

Fig. XX.52 Controlul rulrii scriptului TimeSweep

Rezultatele calculului pot fi salvate n fiiere text.. n fereastra scriptului Time Sweep, se

apas butonul Contents. n fereastra nou, se face click dreapta pe cmpul Results (rezultate) i

se alege opiunea Edit (modific) n fereastra nou, se apas butonul Export (Fig. XX.53).

Fig. XX.53 Particularizarea variabilelor de ieire

n fereastra care se deschide, se alege tipul de fiier Textfile i numele su File Name,

precizndu-se i extensia .txt. Dup apsarea butonului Execute, variabilele calculate vor fi

salvate ntr-un fiier text delimitat cu tabulatori, care poate fi descris i prelucrat n Excel (Fig.

XX.54 i XX.55).

Fig. XX.54 Exportul rezultatelor calculelor de regim

Fig. XX.55 Aspectul fiierului cu rezultate, deschis n Excel

Implicit, n fiier este salvat un set extins de variabile, care nu este ntotdeauna necesar i

trebuie ulterior redus. Modulul de export date are posibilitatea particularizrii variabilelor

exportate n fiier, pentru reducerea dimensiunii acestuia i uurarea prelucrrii ulterioare a

datelor.

Pentru aceasta, n fereastra de export (Fig. XX.54), se alege opiunea Export only

selected variables (Export doar variabilele selectate).

n tabelul Columns (Coloane), dac nu exist nicio linie definit, se face click dreapta i

se alege opiunea Append rows (Adaug linii), pentru a defini un criteriu de selecie (Fig.

XX.56). Se face click dreapta pe o linie, n coloana Element, i se alege una din opiunile Select

Filter for Terminal, Select Filter for General Load, Select Filter for Line, (aplic filtru doar

pentru noduri, sarcini sau linii) dac se dorete afiarea doar a rezultatelor pentru noduri, sarcini

sau linii, sau Select Element/Type (selecteaz doar element) pentru a reine rezultate doar pentru

un anumit element din reea (Fig. XX.57).

Dac se alege filtrul pentru noduri (Select Filter for Terminal), pot fi alese n continuare

variabilele ce vor fi afiate. Se face click dreapta pe coloana Edit, pe aceeai linie, i n fereastra

care se deschide pot fi alese una sau mai multe variabile. Dac se alege doar m:u, U, magnitude

Fig. XX.56 Adugarea unui criteriu de selecie a variabilelor (1)

Fig. XX.57 Adugarea unui criteriu

de selecie a variabilelor (2)

Fig. XX.58 Adugarea unui criteriu de selecie a variabilelor (3)

Fig. XX.59 Exportarea modulului tensiunilor nodale ntr-un fiier text

in p.u. se vor exporta doar tensiunile nodale, modulul, n uniti relative (Fig. 59), dup confirmarea seleciei i apsarea butonului Execute n fereastra de export.

Rezultatele astfel obinute pot fi folosite pentru analize ulterioare. n tabelul Columns din

Fig. XX.56-58 pot fi definite mai multe filtre.