Fluxo de Potência CEPEL via Python (PyANA)

Ferramenta Python de código aberto projetada para auxiliar estudantes e pesquisadores na análise de Sistemas Elétricos de Potência (SEP) em regime permanente. O projeto foca na compatibilidade com o padrão CEPEL, permitindo a leitura de arquivos .pwf, .stb, .dat, .cdu, .blt e .sav.

REPOSITÓRIO EM DESENVOLVIMENTO!

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🚀 Funcionalidades Implementadas

1. Fluxo de Potência Newton-Raphson (EXLF): Análise convencional de redes.
2. Fluxo de Potência Continuado (EXIC): Traçado de curvas P-V via previsão e correção (Ajjarapu & Christy, 1992).
3. Método Direto do Ponto de Colapso (EXPC): Localização direta do limite de estabilidade (Canizares, 1992).

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🛠️ Instalação e Requisitos

Certifique-se de ter o Python instalado e execute:

# Clone o repositório
git clone https://github.com/joaoppeters/PyANA.git

# Instale as dependências
pip install -r requirements.txt

Dependências: matplotlib, numpy, pandas, scipy, sympy.

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⚙️ Configuração e Parâmetros

As opções de controle e monitoração são extraídas diretamente das flags e dados contidos nos arquivos .pwf ou .stb.

1. Opções de Controle

• 'FREQ': Regulação primária de frequência (conforme dados de gerador).
• 'QLIM': Tratamento de limites de potência reativa de geradores.

Modelagem por Sigmoide: Ao ativar a opção de controle SMTH L no código de execução ou no DOPC do arquivo, o controle de QLIM passa a utilizar modelagem sigmóide para suavização das não-linearidades, melhorando a convergência em cenários críticos. O mesmo é válido para o caso de simulação de sistemas com código de execução DCER presente no arquivo .pwf. Para detalhes e mais informações, consulte a página de documentação deste repositório sobre suavização e leia a dissertação de mestrado de João P. Peters.

SMTH L: No caso de ativação desta opção de controle, alterar as informações das seguintes outras opções de controle: SIGA, SIGV, SIGQ, SIGI, SIGK (verificar documentação qlim e svc para saber mais).

2. Opções de Monitoração

As variáveis monitoradas devem ser especificadas nos códigos de execução DMET, DMFL, DMGR, DMTE e DOPC (com as opções de controle e execução MOCF, MOCG, MOCT)

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💻 Exemplo de Execução

A interface principal utiliza a classe PowerFlow. Os argumentos de controle e monitoração devem refletir o que está configurado nos arquivos do sistema.

from powerflow import PowerFlow

config = {
    "system": "ieee14.pwf",
    "method": "EXPC",           # Método Direto do Ponto de Colapso
}

PowerFlow(**config)

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📂 Estrutura de Arquivos

• /sistemas: Local para armazenar os arquivos de entrada (.pwf, .stb, .dat, .cdu, .blt e .sav).
• /docs: Documentação técnica detalhada.
• Cálculo da Matriz Admitância
• Matriz Jacobiana Reduzida
• Matriz Jacobiana Alternada (ANAREDE)
• Método de Newton-Raphson
• Modelagem Sigmóide

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📖 Referências Técnicas

• AJJARAPU, P.; CHRISTY, C. The continuation power flow: a tool for steady state stability analysis, 1992
• CANIZARES, C. A. Point of collapse and continuation methods for large AC/DC systems, 1993
• BARBOSA, J. P. P. Using sigmoid functions for representing limits of generators and static Var compensators and their impact on the voltage stability study, 2023
• La GATTA, P. O. Um novo modelo para representação da regulação primária e secundária de frequência no problema de fluxo de potência e fluxo de potência ótimo, 2012

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