A simulação de sistemas de potência exige robustez numérica, previsibilidade e controle fino de precisão vs. desempenho. O PS Simul foi projetado com esse foco: mitigar problemas de instabilidade numérica e oferecer passo de processamento ajustável, garantindo resultados confiáveis tanto em cenários de transitórios severos quanto em estudos de regime permanente.
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Vídeo — visão geral:
O desafio da instabilidade numérica em estudos de potência
Em simulações EMT (transitórios eletromagnéticos), pequenos passos de integração e discretizações inadequadas podem levar a:
- Divergência das soluções (explosão numérica)
- Oscilações artificiais (ringing numérico)
- Atrasos de fase e erros de amplitude que distorcem respostas rápidas
- Custo computacional desnecessário quando o passo é super conservador
A qualidade do integrador e o controle do passo são, portanto, determinantes para a fidelidade e a estabilidade da simulação.
A resposta do PS Simul: Euler + passo ajustável
- Método de Euler: abordagem com características de estabilidade adequadas a uma ampla gama de modelos EMT quando combinada com parametrização criteriosa e malhas de tempo coerentes com as constantes de tempo do sistema.
- Passo de processamento totalmente controlável: você decide o tamanho do passo conforme a dinâmica dominante do estudo (p. ex., manobras em disjuntores, inrush, energização de transformadores, transitórios de linhas/cabos, disparos de proteção).
- Trade-off explícito: reduza o passo para capturar fenômenos rápidos com precisão; aumente o passo quando a prioridade for desempenho em estudos de regime permanente ou cenários estáveis.
- Reprodutibilidade: com o passo definido, os resultados mantêm consistência entre rodadas, facilitando validações e auditorias.
Casos de uso onde o controle do passo é crítico
- Energização e reenergização de linhas/cabos (surto, travelling waves em faixas adequadas ao modelo)
- Inrush e saturação de transformadores
- Comutação de bancos de capacitores/reatores
- Partida e rejeição de carga
- Avaliação de proteção (temporizações, lógicas, pick-up/drop-out sob transitórios)
- Estudos de estabilidade de tensão e interações harmônicas em redes industriais
Recursos do PS Simul que potencializam a confiabilidade
- Modelagem modular de componentes de sistemas de potência (fontes, linhas, transformadores, cargas, dispositivos de comutação, controles)
- Configuração clara de cenários: eventos, sequências, disparos e condições de contorno bem definidas
- Medições e registros: formas de onda, fasores, indicadores de qualidade e exportação de resultados
- Integração com o ecossistema Conprove: suporte a rotinas de teste e correlação com evidências de campo para validação de modelos
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Boas práticas para evitar instabilidade numérica
- Ajuste o passo de processamento segundo as menores constantes de tempo do modelo (comutação e fenômenos rápidos pedem passos menores).
- Verifique a coerência das impedâncias e controladores: ganhos excessivos e atrasos mal modelados costumam induzir oscilação numérica.
- Valide incrementalmente: simule blocos menores do sistema antes do cenário completo.
- Compare métricas-chave (picos, tempos de retorno, energia dissipada) entre simulações com passos diferentes para avaliar convergência.
- Documente parâmetros: mantenha um baseline de passo, tolerâncias e resultados esperados para auditoria e repetibilidade.
Benefícios para engenharia e operação
- Confiabilidade de resultados em estudos críticos de transitórios
- Produtividade ao ajustar rapidamente o equilíbrio entre precisão e tempo de simulação
- Aderência técnica a fluxos de trabalho de testes e comissionamento
- Tomada de decisão embasada, com rastreabilidade dos ajustes numéricos
Próximos passos
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