Analisi di Flusso di Carico o Analisi di Flusso di Potenza

È la procedura computazionale (algoritmi numerici) necessaria per determinare le caratteristiche operative a stato stazionario di una rete di sistema elettrico dai dati di linea e bus forniti.

Cose che devi sapere sull'analisi del flusso di carico:

1. L'analisi del flusso di carico è l'analisi a stato stazionario della rete del sistema elettrico.

2. L'analisi del flusso di carico determina lo stato operativo del sistema per un dato carico.

3. L'analisi del flusso di carico risolve un insieme di equazioni algebriche non lineari simultanee per le due variabili sconosciute (|V| e ∠δ) in ogni nodo del sistema.

4. Per risolvere le equazioni algebriche non lineari è importante disporre di algoritmi numerici veloci, efficienti e accurati.

5. Il risultato dell'analisi del flusso di carico è la tensione e l'angolo di fase, la potenza attiva e reattiva (su entrambi i lati di ogni linea), le perdite di linea e la potenza del bus di regolazione.

Passaggi dell'Analisi del Flusso di Carico

Lo studio del flusso di carico coinvolge i seguenti tre passaggi:

1. Modellizzazione dei componenti del sistema elettrico e della rete.

2. Sviluppo delle equazioni del flusso di carico.

3. Risoluzione delle equazioni del flusso di carico utilizzando tecniche numeriche.

Modellizzazione dei Componenti del Sistema Elettrico

Generatore

Carico


Linea di Trasmissione
Una linea di trasmissione è rappresentata come un modello π nominale.

Dove, R + jX è l'impedenza della linea e Y/2 è chiamata l'admittanza di caricamento della metà della linea.

Trasformatore con Regolazione del Rapporto di Trasformazione Off-Nominal
Per un trasformatore nominale la relazione
Ma per un trasformatore off-nominal

Quindi per un trasformatore off-nominal definiamo il rapporto di trasformazione (a) come segue

Ora vorremmo rappresentare un trasformatore off-nominal in una linea con un modello equivalente.

Fig 2: Linea Contenente un Trasformatore Off-Nominal
Vogliamo convertire quanto sopra in un modello π equivalente tra i bus p e q.

Fig 3: Modello π Equivalente della Linea

Il nostro obiettivo è trovare questi valori di admitanze Y1, Y2 e Y3 in modo che la fig 2 possa essere rappresentata dalla fig 3
Dalla Fig 2 abbiamo,


Ora consideriamo la Fig 3, dalla fig 3 abbiamo,

Dalle eqn I e III confrontando i coefficienti di Ep e Eq otteniamo,

Analogamente dalle equazioni II e IV abbiamo

Alcune osservazioni utili

Dall'analisi sopra vediamo che i valori di Y2, Y3 possono essere positivi o negativi a seconda del valore del rapporto di trasformazione.

Buona domanda!
Y = – ve implica l'assorbimento di potenza reattiva, cioè si comporta come un induttore.
Y = + ve implica la generazione di potenza reattiva, cioè si comporta come un condensatore.
Modellizzazione di una Rete

Consideriamo il sistema a due bus come mostrato nella figura sopra.
Abbiamo già visto che
La potenza generata al bus i è

La richiesta di potenza al bus i è