C9 Apendice ATP
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1. Figura Tensi n en el nodo 1 Trabajo Fin de M ster 404 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 16 605 16 610 16 615 16 590 16 595 16 600 16 580 16 585 1 NI Figura Zoom de la tensi n en el nodo 1 A 11 3 2 Tensi n a trav s de un condensador U 10 k E Figura Circuito de ejemplo Trabajo Fin de M ster 405 v yf m LU gt 4 Energ a Solar Fotovoltaica t ms Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica KA U D 10 15 20 2b 30 35 t ms Figura Intensidad suministrada al circuito pt kA b 35 810 35 820 35 830 35 840 t ms Figura Zoom de la intensidad suministrada al circuito pi Trabajo Fin de M ster 406 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica A 11 4 Opciones para eliminar las oscilaciones num ricas A 11 4 1 A adiendo elementos al circuito El modelo del sistema el ctrico puede carecer de ciertos detalles que den lugar a oscilaciones num ricas Por ejemplo podr a tenerse en cuenta la impedancia de arco de un interruptor en su apertura Sin embargo modelar una impedancia de arco es claramente complejo En este sentido puede optarse por incluir un condensador par sito como se ilustra en la siguiente figura En lugar de oscilaciones num ricas tendr n lugar oscilaciones LC que podr n ocurrir en la pr ctica Igualmente la diferencia de potencial acaecida entre los terminales de un condensador o2. 2d us llA38 TACS sources Object name Icon DC 0l E a Pulse 23 Ramp 24 TACS transfer function TRANSF Energ a Solar Fotovoltaica Description TACS step signal source TACS AC cosine signal source TACS pulse train signal TACS saw tooth train signal Tabla TACS sources Description General transfer function in s domain ATP card General Order 0 7 Named dynamic limits Tabla TACS transfer function Fortran statement Selection FORTRANI General Object name Icon ATP card TACS type 66 98 or 99 Description User specified FORTRAN expression HUT Tabla Fortran statement Trabajo Fin de M ster 395 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez TACS devices Selection Freq sensor 50 Relay switch 51 Level switch 52 Irans delay 53 Pulse delay 54 User def nonlin 56 my E Multi switch 5 Cont integ 58 DEVICE Simple deriv 59 Input IF 60 Signal select 61 Sample track 62 Inst min max 63 Min max track 64 Acc count 65 Rms meter 66 Trabajo Fin de M ster ATP card TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 66 908 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 68 08 or 99 TACS type 88 98 or 99 TACS type 88 98 or 99 T
3. M L Rip m N Scroll bars hd a 45 Component selection menu Figura Pantalla principal de ATPDraw con el menu de selecci n de componentes A 8 3 CREAR UN CIRCUITO NUEVO Seleccionando el comando New en el men de ficheros File menu o pinchando en el s mbolo de p gina en blanco de la barra de herramientas aparece una nueva ventana para la construcci n de un circuito nuevo Una vez construido el circuito el paso final es dar nombre a los nodos del mismo ATPDraw puede autom ticamente dar nombre a todos los nodos sin embargo el usuario puede asimismo hacerlo ATP Make Names o dar nombre solo a los nodos de especial inter s Esto ltimo se realiza simplemente haciendo click con el bot n derecho del rat n en el nodo a nombrar Trabajo Fin de M ster 375 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez oin e 3 rg ul x m 5 U Tm a Energ a Solar Fotovoltaica Antes de crear el fichero de entrada ATP o ejecutar la simulaci n se han de especificar los par metros de la simulaci n parameters miscellaneus que se encuentran en el men ATP Settings ATP Settings simulation Integer Switch Misc Record LI delta T HEB 0 Simulation type Tmax CS f time domain opt RN frequency scan Capt D harmonic HFS Power Frequency Figura Opciones de simulaci n Donde Delta 1 Paso de tiempo en segundos Tmax Tiempo m ximo de simulaci n Xopt 0 Incu
4. Trabajo Fin de M ster 373 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica ASCII text TPPLOT editor i o A ADP project file PCPLOT PlotXY ATP Analyzer GTPPLOT PL42mat DspATP32 Data Information DisplayNT Figura Interacci n entre ATPDraw y otros programas de ATP A 8 1 ENTORNO DE TRABAJO La pantalla principal de este programa ofrece el aspecto habitual de las aplicaciones desarrolladas en entorno Windows Trabajo Fin de M ster 374 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Main menu Tool bar icons Component tool bar B AIPLDraw File Edit View ATF Objects Tools W jidow Help 18 e ero ra al rat 7 d H s x SIRIM el 3 7 35 m Ewa I adp B x finde Header project file me LI Probes amp 3 phase ij 1 de Branch Linear Branch hlanlinear Circuit MEG Lines Cablas windows a Mylirst adp ewitclies 1 Sources Example 1 Yourfirst circuit Rectifier bridge Machines Transformers MODELS TACS Circuit User Snaecried comments sheng n A is is my first amp TFDrew project Frequency comp MODE EDIT IModitied NN Current action UN Status bar with mode menu option hints Standard Component Energ a Solar Fotovoltaica Windows standard buttons AE o Resistor Capector Circuit nductar map R Li RLE Son PLOY ph RLCD 3 ph K C LIT b L I a pes S
5. set the firing signal ENDIF ENDEXEC ENDMODEL Igualmente ha de definirse un fichero sup asociado a dicho modelo tal y como se mostr anteriormente El nombre de los nodos ha de coincidir con las variables especificadas en las secciones INPUT y OUTPUT del fichero mod Ambos ficheros habr n de almacenarse en la carpeta MOD A 8 5 COMPONENTES EN ATPDRAW Para mostrar el men de selecci n de componentes basta con pinchar en un espacio vac o de la ventana del circuito con el bot n derecho del rat n Trabajo Fin de M ster 383 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez Probes amp 3 phase K Branch Linear K Branch Nonlinear K Line Lumped K Line Distributed K Switches K Sources K Machines K Transformers K MODELS Type 94 K TACS k User Specified K LinerC apie K Overhead Line PCH Frequency comp b Energ a Solar Fotovoltaica Figura Men de selecci n de componentes A 8 5 1 PROBES amp 3 PHASE Trabajo Fin de Master Probes amp 3 phase Branch Linear Branch Nonlinear Line Lumped Line Distributed Switches Sources Machines Transformers MODELS Tvpe 94 TAGS User Specified Line Cable Overhead Line PCH Frequency comp Probe volt Probe Branch vale Probe Curr Probe Tacs Splitter Transpl ABC ECA Transp DPC C 658 Transp ABC CBA Transp4 ABC ACEB ABC Reference DEF Reference Reference object Figura Men Probes amp 3 phase 384 Juan Antonio Rodr guez G
6. Cancelar Ayuda EZ Figura Inserci n de plantillas Precediendo a las l neas MISCELLANEUS pueden utilizarse una serie de rdenes que permiten la realizaci n de c lculos especiales como por ejemplo flujos de carga c lculo de arm nicos etc Estas pueden ser Trabajo Fin de M ster CABLE CONSTANT DATA BASE MODULE FREQUENCY SCAN HARMONIC FREQUENCY SCAN HYSTERESIS LINE CONSTANT 367 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica SATURATION XFORMER ZNO FITTER FIX SOURCE esta opci n permite calcular un flujo de cargas Una fila de comentarios empieza con la letra C Por otra parte en cualquier l nea del programa pueden especificarse las siguientes tarjetas especiales OPEN ENABLE LISTON COMMENT PUNCH CLOSE SWIDTH DISABLE NEW EPSLIN EPS MONITOR SLISTOFF VINATGE M STOP WATCH DEBUG UNITS UNITS SERASE SETUP file name INCLUDE La estructura general de un fichero dat o de un fichero atp es la siguiente BEGIN NEW DATA CASE Miscellaneus Data Cards 2 l neas TACS si existen MODELS si existen Sistemas de control BLANK TACO ENDMODELS BRANCH R L C Z en general transformadores l neas SWITCH Interruptores SOURCE Fuentes de V I ideales rampa escal n sinusoidal m quina s ncrona motores OUTPUT Variables de salida a representar y que se incluir n en el BL
7. FORTRAN con sentencias del tipo FOR IF WHILE etc tera Han de especificarse las siguientes declaraciones MODEL DEFAULT INPUT Name of input variables Variable names separated by or CR OUTPUT Name of output variables DATA _ Name of data variables VAR Name of local output variables HISTORY Default values of variables and expressions DFLT n INIT Initialization ENDINIT EXEC Execution ENDEXEC ENDMODEL Trabajo Fin de M ster 372 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 4 Energ a Solar Fotovoltaica Cada uso de un fichero MODEL se introduce con el comando USE especificando las entradas y salidas correspondientes a esa llamada Los nombres de los elementos definidos en un fichero MODEL no son visibles desde el exterior y se pueden elegir sin tener en cuenta las posibles coincidencias con nombres usados fuera de este fichero MODEL A 8 EDITOR GR FICO ATPDraw ATP EMTP incluye una aplicaci n gr fica denominada ATPDraw capaz de crear y editar sistemas el ctricos para poder simularlos de forma interactiva La opci n Edit Commands ver figura a continuaci n permite el uso y ejecuci n de otros programas de ATP en el entorno gr fico de ATPDraw H ATPDravw Haname adp amp File Edit View PS Objects Tools Window Help Diem mm ela E run ATP Edit ATP File Edit LIS File Make Mames Edit Commands run ATP Ctri Alt 0 run Flots Ctrl 4lk 1 Figura Edit Commands
8. N1cC MN1A LOADA NB LOA DB N1cC LOADC ay HON de VDELT PULA AMPL 3P UL TRI r1 Lt N N N X X XT C C C t Ls E Es E Ez It E MC s PlotXY plot 175 350 525 200 U 5 10 15 20 fe PRUEBA INVERSOR pl4 x vart NE NTA Trabajo Fin de M ster 399 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energia Solar Fotovoltaica A 11 Oscilaciones num ricas A 11 1 Causas de las oscilaciones num ricas El programa EMTP de transitorios electromagn ticos usa el m todo de integraci n num rica denominado regla trapezoidal La regla trapezoidal es una t cnica de integraci n num rica de segundo orden que es simple de implementar estable y r pido Sin embargo es tambi n susceptible de oscilaciones num ricas cuando se diferencian tensiones o corrientes respecto al tiempo de paso Ello es com n cuando se considera el paso de corriente a trav s de una inductancia o la tensi n entre los terminales de un condensador l di Tensi n en una inductancia v L dt E l dv Corriente en un condensador 1 C P Las oscilaciones num ricas se hacen presentes cuando se da una variaci n de corriente respecto del tiempo demasiado elevada a trav s de una inductancia o igualmente cuando aparece una diferencia de tensi n significativamente alta entre los terminales de un condensador Una posible soluci n consistir a en la realizaci n de un circuito m s exacto incluyendo condensadores
9. n var a con 1 At un tiempo de paso peque o puede aumentar la misma A 11 4 4 Amortiguamiento Alternativamente puede considerarse la introduccion de resistencias de amortiguamiento en el circuito el ctrico En el caso de una inductancia la resistencia habria de disponerse en paralelo con la misma como se muestra en la siguiente figura proporcionando un camino alternativo a la intensidad cuando el interruptor se abre La intensidad en el circuito RL decaera asi con el tiempo Se ha de considerar con cuidado el valor de la resistencia La constante de tiempo RL es En una primera aproximacion podemos elegir la constante de tiempo en relacion con el tiempo de paso At como sigue donde es el factor de amortiguamiento Un valor de 0 15 para puede suponer un buen compromiso entre amortiguamiento y exactitud 1 t Fr L a A A A L Y A UM M N Figura Inductancia con resistencia de amortiguamiento Trabajo Fin de M ster 410 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica Igualmente puede considerarse para el caso del condensador En este caso la resistencia se coloca en setie con el condensador como se muestra en la siguiente figura Para la elecci n de la constante de tiempo puede considerarse la siguiente expresi n Ks At R UMEN TU OC Se recomienda Ks entre 0 15 y 13 34 M N V Fi i L h 0 i i h L i L L VEA i 4 T Li i i i Figura Condensa
10. Transp lines Clarke K Untransp lines KCLee K Switches Sources Machines k Transformers k MODELS Tvpe 94 K TACS K User Specified k Line Cable K Overhead Line PCH Frequency comp K Figura Men Line Distributed Transposed lines 1wmz T qur BRANCH Single phase distributed parameter 1 phase type 1 line Clarke model Transposed lines gt E BRANCH 2 phase distributed parameter 2 phase B type 1 2 transposed line Clarke model Transposed lines 1wgzT Ep iie 3 phase distributed parameter 3 phase type 1 3 transposed line Clarke model Transposed lines 1NEZTEN FL BRANC e 6 phase distributed parameter 6 phase type 1 transposed line Clarke model Transposed lines LINEZT 6 eT BRANCH 2X3 phase distributed Clarke line 6 phase mutual type 1 6 with mutual coupling between the circuits Transposed lines LINEZT oT ANC 9 phase distributed parameter 9 phase ype 1 9 transposed line Clarke model 2 phase distributed parameters untransposed KCLee line model with complex transformation matrix Untransposed lines LINEZU_2 BRANCH KCLee 2 phase Untransposed lines LINEZU_3 BRANCH 3 phase distributed parameters KCLee 3 phase untransposed KCLee line model LI with complex transformation matrix abla Line Distributed Trabajo Fin de M ster 389 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez 4 Energ a Solar F
11. circuito Podr guardarse en el directorio que deseemos Finalmente se procede a su ejecuci n mediante la opci n run ATP del men ATP A 8 4 COMPONENTES DEFINIDOS POR EL USUARIO Adem s de todos los componentes est ndar que contiene el editor gr fico el usuario puede definir sus propios modelos mediante ficheros de texto La estructura de estos ficheros puede ser mediante MODELS o DATA BASE MODULE Estos modelos definidos pot el usuario se guardan por defecto en los subdirectorios Mod y Usp El primer paso para la creaci n de un nuevo modelo es la generaci n del fichero de texto donde se describe el nuevo elemento que se quiere modelizar Este fichero de texto se puede desarrollar mediante una de las siguientes opciones gt Utilizando las plantillas que incluye el editor de textos PFE32 gt Escribiendo directamente desde el editor de texto con la ayuda del ATP EMTP Rule Book pata definir correctamente la estructura del fichero gt Utilizando la opci n Data Base Module DBM se quiere que tenga par metros variables Trabajo Fin de M ster 378 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica El fichero de texto creado se tiene que compilar mediante alguna de las versiones de ATP de modo que se obtenga otro fichero con la extensi n lib Este ltimo fichero es el que se almacena en el directorio Uso de ATPDraw Por otro lado tambi n hay que definir un icono y una ventana que representen el nu
12. elemento 3 para disponer de ambas magnitudes intensidad y tensi n y 4 para el consumo de potencia y energ a Trabajo Fin de M ster 371 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica A 7 3 M dulos de simulaci n integrada A 7 3 1 TACS El m dulo TACS Transient Analysis of Control Systems se puede usar para simular el control de convertidores HVDC sistemas de excitaci n de m quinas s ncronas funciones de limitaci n de intensidad de pararrayos cebado de arcos en interruptores y en general aquellos dispositivos o fen menos que no se pueden modelizar con los componentes el ctricos existentes en ATP La programaci n con TACS se emplea para resolver las ecuaciones diferenciales y algebraicas asociadas Para ello se utiliza en ATPDraw una representaci n basada en diagramas de bloques Adicionalmente cualquier se al obtenida con el m dulo TACS se puede utilizar dentro de la red el ctrica simulada incorpor ndola como una fuente de tensi n o intensidad o como una se al que controle la interruptor v lvula o diodo A 7 3 2 MODELS Es un lenguaje de programaci n que se usa en ATP EMTP para simular variables dependientes del tiempo con caracter sticas especiales Los ficheros MODELS se crean de forma independiente al programa principal y se pueden llamar desde cualquier programa cuantas veces se desee Su estructura es muy similar a la de otros lenguajes de programaci n como por ejemplo
13. 28 Mb de memoria RAM 20 Mb de espacio libre en disco duro y VGA gr ficos es suficiente para ejecutar ATP bajo MS Windows Trabajo Fin de M ster 357 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 4 o gt e ny U Energia Solar Fotovoltaica Las versiones mas populares de compiladores son las siguientes gt MS Windows 9x NT 2000 XP 32 bit GNU Minew32 y Watcom ATP gt MS DOS MS Windows 3x 95 98 32 bit Salford ATP requiere DBOS 486 gt Linux Version GNU de ATP A 3 Licencia de ATP Para bajar el programa de internet ha de obtenerse el permiso o licencia del Grupo de Usuarios de EMTP Canad Am rica Canadian American EMTP User Group o un grupo de usuatios regional autorizado Mayor informaci n al respecto puede encontrarse en la p gina web www emtp org S A continuaci n se muestra la localizaci n geogr fica de los distintos grupos de usuarios de A TP EMTP y de detalles de contacto Figura Localizaci n de grupos de usuatios de ATP EMTP Trabajo Fin de M ster 358 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica Nombre E mail y direcci n www Canadian American EMTP User Group Eurpean EMTP ATP Users Group eeug Q emtp otg www eeug otg BEUG Japanese ATP User Group J AUG jaug emtp org www jaug jp atp index e htm Latin American EMTP User Group claue emtp org www furnas gov br atp CLAUE Argentinian EMTP User Group CAUE caue emtp org http iitree ing unlp edu ar estudios caue c
14. 4 Energ a Solar Fotovoltaica Ap ndice A ATP EMTP A 1 Qu es ATP El Programa de Transitorios Alternativo Alternative Transients Program ATP es considerado un programa inform tico universal para la simulaci n de fen menos electromagn ticos transitorios y de naturaleza electromec nica en sistemas el ctricos de potencia Complejas redes el ctricas y sistemas de control pueden ser de esta manera simulados El Programa de Transitorios Electromagn tico Electromagnetic Transients Program EMTP fue desarrollado en el dominio p blico de la Administraci n de Energ a Bonneville Bonneville Power Adminstration BPA de Portland Oregon como paso previo a su comercializaci n en 1984 por el Grupo de Coordinaci n de Desarrollo del EMTP EMTP Developmet Coordination Group y el Instituto de Investigaci n de Energ a El ctrica Electric Power Research Institute EPRI de Palo Alto California Varios expertos en todo el mundo sin embargo han contribuido a su posterior desarrollo y mejora en a os posteriores Protegido por las leyes de Estados Unidos ATP puede ser adquirido bajo licencia expedida y garantizada por los propietarios del material A 2 Requerimientos de hardware y software para ATP ATP est disponible para la mayor a de plataformas PC basadas en Intel DOS Windows 3 1 9x NT OS 2 Linux etc y para otras computadoras Digital Unix y VMS Apple Macs etc Un Pentium PC con una configuraci n m nima de 1
15. ACS type 88 98 or 99 Tabla TACS devices 396 Energ a Solar Fotovoltaica Description Frequency sensor Relay operated switch Level triggered switch Transport delay Pulse delay Point by point non linearity Multiple open close switch Controlled integrator Simple derivative Input IF component Signal selector Sample and track Instantaneous minimum maximum Minimum maximum tracking Accumulator and counter RMS value of the sum of input signals Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energia Solar Fotovoltaica A 8 5 11 Frequency comp Probes amp 3 phase k Branch Linear K Branch Nonlinear K Line Lumped K Line Distributed Switches K Sources K Machines K Transformers MODELS Type 94 d TACS K User Specified K Line Cable K Overhead Line PCH Frequency comp HFS Source BEEN CIGRE Load 1 ph CIGRE Load 3 ph Linear RL Figura Men Frequency comp l l JR mE HFS Source HFS SOUR DENN Harmonic frequency source HFS type 14 Cigre load 1 ph CIGRE 1 gine Single phase CIGRE load ype Cigre load 3 ph CIGRE 3 BRANCH 3 phase CIGRE load 7 type 0 aa TA i E ype Tabla Frequency comp Trabajo Fin de M ster 397 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica A 9 Visualizador gr fico PCPlot El programa PCPlot permite la visualizaci n interactiva de lo
16. ANK BLANK BLANK BLANK BEGIN BLANK fichero pl4 BRANCH SWITCH SOURCE OUTPUT NEW DATA CASE A continuaci n se muestra un ejemplo el cual ha sido generado por el editor gr fico ATPDraw del circuito el ctrico que se muestra a continuaci n Trabajo Fin de M ster 368 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez BEGIN NEW DATA CASE Generated by ATPDRAW marzo jueves 11 2010 AQA Ci Ci ET 12 83 Q C A Bonneville Power Administration program Programmed by H K H idalen at SETAS NORWAY Example 1 Your first circuit Rectifier bridge Miscellaneous Data Card dI gt lt Tmax gt lt Xopt lt Copt gt DAS U B 500 1 1 1 1 1 2 3 4 Energ a Solar Fotovoltaica 1994 98 5 6 T 8 34567890123456 7890123456 73890123456 690123456 7390123456 890123456760901234567890 BRANCH C C lt n 1 n Z2 retfl ref2 R gt lt L gt lt C gt lt n 1 gt lt n 2 gt lt refl gt lt ref2 gt lt R gt lt A gt lt B gt lt Leng gt lt gt lt gt 0 VA XX0002 DO XX0002 Duda XX0021VA cep XX0021 Dx XX0002POS OL POS XX0021 Lom XXO0021PUO0S ZU VS XX0025 es VS XX0025 300 SWITCH lt mn l1 n 2 gt lt Tolose gt lt Top Tde gt lt Ie gt lt V CLOP gt lt type gt 11VA XX0002 C 11 XX0002 11XX0021VA 11XX0021 XX0025VA SOURCE C lt n 1 gt lt gt lt Ampl gt lt Freq gt lt Phase TO gt lt 14VS 0 LO fel 60 90 BLANK BRANCH BLANK SWITCH
17. BLANK SOURCE POS 7 500000E 0001 AZAXUUZ1 7 500000ETOO0U0I SPOR XX0021 1 500000ET0002 VS BLANK OUTPUT BLANK PLOT BEGIN NEW DATA CASE BLANK La LA LA LA Al gt lt CO CO LU LO HP OOO O KA C CO CO CO MEASURING zu gt lt TSTART gt lt TSTOP l Ls V POS Figura Circuito el ctrico Trabajo Fin de M ster 369 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica A 7 2 Subrutinas de apoyo De forma similar la estructura t pica para las subrutinas de apoyo es la siguiente BEGIN NEW DATA CASE Palabra especial que define la subrutina de apoyo Datos espec ficos del equipo PUNCH BLANK CARD BEGIN NEW DATA CASE BLANK Hjemplo de palabras especiales son XFORMER BCTRAN SATURA HYSDAT LINE CONSTANTS CABLE CONSTANTS DATA BASE MODULE etc A continuaci n se muestra un ejemplo de DATA MODULARIZATION El elemento creado ser una resistencia VALUER FENOLDE TONOLDE Figura Esquema de una resistencia Fichero 1R DAT BEGIN NEW DATA CASE NOSOERI C Module for a resistor C USAGE INCLUDE 1R FERNODE TONODE VALUER H DATA BASE MODULE SERASE ARG FRNODE TONODE ARG VALUER H NUM VALUER H DUM BRANCH C lt Bus M Bus k Bus 3 lt Bus 4 lt R L Q gt 0 FRNODETONODE VALUER H Cee ee Se es ee eS a XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Trabajo Fin de Master 370 Juan Antonio Rodriguez Gonzale
18. Options Help Fi r pido v e 7 UE c xp ATF files aipl dati lel peh E EUG iiv Projects Barra de acceso Unidad de disco ATP input data file Please drag pour file here and drop itl AB ATPDraw S b Is Z l Save on i EEUG Execute ATP i both disk Cot extension of input data file Trabajo con proyectos m OT FEC 11687 dat 11687 lis N 1R DAT Arbol de carpetas P Output Parameters m E l R Listado de ficheros correspondientes al ID CUST dat ATP Programs filtro de extensiones seleccionado 4 senol1 dat l Watcom ATP Y E vent Window On Off Ventana 13 03 2010 11 25 13 gt CEE UG SPlabs r Poe exe hay 11172032070 13 01 44 gt C Program Filess amp T PDraw s amp TPDRAw EXE de ltimos 1770372010 13 12 59 gt CAEEUG Ww PEPLO T AD IGL exe comandos ESEJI Log File write ON Figura Pantalla principal del programa ATPCC A 5 1 2 Configuraci n de los programas principales La configuraci n de los programas principales ATP ATPDraw PCPlot y el Editor se realiza a trav s de la opci n Main Programs Settings del submen Options Se muestra de esta manera la siguiente ventana de di logo compuesta por dos pesta as La primera de las cuales hace referencia a las dos versiones del programa ATP que posteriormente se podran ejecutar desde ATPCC Trabajo Fin de M ster 361 Juan Antonio Rodr
19. al 1 phase TRAFO I JF SOURCE Single phase ideal transformer type 16 Ideal 3 phase RAFO I X SOURCE 3 phase ideal transformer re type 18 Saturable L UE BRANCH Single phase saturable transformer 1 phase TRANSFORMER Saturable E m BRANCH General saturable transformer Tm a v 3 phase TRANSFORMER 3 phase 2 or 3 windings BRANCH 3 phase saturable transformer High Sat Y Y 3 leg TRANSFORMER homopolar reluct 3 leg 3 ph node HS Preprocessing of manufacturer data BCTRAN BCTRAN n BRANCH Direct support of BCTRAN transformer Type 1 9 matrix modeling Tabla Transformers Trabajo Fin de M ster 393 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez Probes amp 3 phase K Branch Linear K Branch Nonlinear K Line Lumped K Line Distributed K Switches K Sources K Machines K Transformers K MODELS Type 94 K TACS K User Specified k Line Cable K Overhead Line PCH Frequency comp Coupling to circuit Energ a Solar Fotovoltaica Coupling to Circuit Sources Transfer Function Devices K Initial cond Fortran statement Draw relation D Coupling EMTP OUT TACS to Circuit B type 90 93 Value from the electrical circuit into TACS 90 Node voltage 9 Switch current 92 1nternal variable special EMTP comp 03 Switch status Figura Acoplamiento de un nodo el ctrico trif sico a TACS Trabajo Fin de M ster 394 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez SIDA
20. aue html Australian EMTP User Group AEUG aeug emtp org Korean EMTP User Group KEUG keug emtpotg Republic of China EMTP User Group d023 a taipower com tw Indian EMTP User Group IEUG malathi Wbom4 vsnl net im South African ATP User Group j vancoller ee wits ac za www ee wits ac za atp SAAUG Tabla Direcciones email y p ginas web de grupos de usuatios de ATP EMTP A 4 Capacidades del programa La siguiente tabla muestra los l mites m ximos de algunos componentes que se pueden utilizar en la simulaci n de un circuito de potencia Elementos lineales 10000 6000 1200 Fuentes UU Fuentes Elementos no lineales 2250 A 5 Descripci n del entorno de trabajo A fin de facilitar su uso ATP EMTP permite la integraci n de una serie de programas complementarios editores de texto un editor gr fico de circuitos el ctricos y aplicaciones espec ficas para la visualizaci n gr fica de los resultados obtenidos Se accede a dichos programas a trav s del gestor del entorno ATPCC Trabajo Fin de M ster 359 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica De esta manera la simulaci n de un sistema el ctrico o electromec nico puede iniciarse con la creaci n del modelo en el editor gr fico fichero de extensi n adp o cir La ejecuci n run ATP del modelo en el mismo editor genera el fichero atp y los ficheros de salida lis y pl4 stos ltimos registran los resulta
21. bvia la resistencia serie efectiva del condensador Su consideraci n introduce un t rmino de amortiguamiento Figura Interruptor en serie sin y con un condensador par sito Trabajo Fin de M ster 407 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica gt 2 aw yan U 0 005 0 01 0 015 0 02 0 025 0 03 2 5000 ini EI 10000 L Cn L c e Cen l cen AMAA AAA ANRAAAWAAA TN ANWAAAN ANI AANA AAA 0 002 0 004 0 006 0008 001 0012 0014 0016 0 018 0 02 Time sec Figura Simulaci n con un condensador par sito a adido A 11 4 2 Rama snubber Sin embargo no siempre es pr ctico introducir estos elementos par sitos adicionales Este es el caso de ciertos dispositivos electr nicos de potencia En ellos la rama paralela o snubber proporciona un camino alternativo a la gran corriente inductiva generada por la carga teni ndose as un circuito RLC de amortiguamiento La corriente decrece a cero cuando el condensador est cargado De esta manera adem s se eliminan o reducen los problemas relacionados con oscilaciones num ricas Interruptores electr nicos de potencias con grandes reas de seguridad Safe Operating Area SOA tales como IGBTs y MOSFETs no necesitan snubbers En estos casos el usuario del programa puede a adir snubbers num ricos El valor del condensador puede estar comprendido entre 1 y 2 nF si no se considera la resist
22. chero Para facilitar la escritura de los datos en el fichero se incluye una serie de plantillas template Adem s resulta indispensable tener a mano el manual de usuario ATP EMTP Rule Book Trabajo Fin de M ster 366 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez A 7 1 Estructura general de un fichero atp o dat Energ a Solar Fotovoltaica El fichero comienza con una primera l nea denominada BEGIN NEW DATA CASE A continuaci n le siguen dos l neas MISCELLANEUS DATA CARDS donde se permite especificar el paso de integraci n tiempo m ximo de la simulaci n cada cu nto tiempo almacena puntos para su posterior representaci n etc Tal y como se ha comentado puede adjuntarse una plantilla al editor de textos PFE32 Ello puede hacerse mediante la opci n Template Attach File Una vez adjuntada se puede utilizar sin m s insert ndola en el fichero sobre el que se est trabajando con la opci n Template Edit Er Programmer s File Editor Fille Options Template Execute Marra Help Attach Template File Buscar en 9 EEUG lens Documentos recientes Escritorio Mis sitios dered Tipe 1 01 000 statitab tpl switch Epl tacs Epi ATPT C FFE32 ic3PlotxY y watATPao E WPCPLOT cablepar tpl inibcand Epl linbranc Epl Inadflew tpl miscella tpl nonlinbr Epl output tpl source tpl e Template files tpl hd Abrir como archivo de s lo lectura Nombre SS 7 EE eS S Se ei
23. ctancias en mH Copt 0 Condensadotes en uf Trabajo Fin de Master 376 Juan Antonio Rodriguez Gonzalez Energ a Solar Fotovoltaica ATP Settings Simulation Integer Switch Misc Record LIL Output control Printout Print freq 500 i Network connectivity Plot Freq W Steady state phasors Plotted output fa iw Extremal values Switch study Extra printout control Statistic study Systematic study MemSave Figura Opciones de salida En la figura anterior se muestra el contenido de la pesta a Integer donde e Print freq un valor de 500 significa que cada 500 pasos de simulaci n se escribir en el fichero lis e Plot freq un valor de 5 significa que cada 5 pasos de simulaci n se escribir en el fichero pl4 Las variables declaradas en el lenguaje de programaci n MODELS en la secci n VAR aparecen en la pesta a Record en la secci n Warable Para grabar una variable su evoluci n podr observarse en el visualizador gr fico PCPlot ha de seleccionarse sta y presionar el bot n Add Igualmente se procede para su eliminaci n presionando en este caso el bot n Remove Trabajo Fin de M ster 3T Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica ATP Settings Simulatian Integer Switch Misc Record Lh Model Varable Recon dada d Remove Alias mmm Figura Pesta a Record La opci n ATP Make File del men principal genera un fichero ATP del
24. dor con resistencia de amortiguamiento A 11 4 5 Interpolaci n El esquema de interpolaci n detecta el cambio de paso de la intensidad y la tensi n cuando se presentan oscilaciones Entonces considera el tiempo anterior a la misma y realiza una interpolaci n lineal a la intensidad cero o en la operaci n del interruptor Las ecuaciones diferenciales se resuelven en este punto y se comienza de nuevo en el siguiente tiempo de paso Netomac fue probablemente el primero de los programas EMTP que incluyeron interpolaci n Tambi n se considera interpolaci n para el uso de modelos de l neas de transmisi n y pulsos de disparo en dispositivos electr nicos de potencia A 11 4 6 Cambiando el m todo de integraci n La versi n de EMIP de DCG EPRI EMTP version 3 0 tambi n conocida como EMTP96 elimina el problema de las oscilaciones num ricas ejecutando dos pasos de tiempo mediante el m todo de integraci n Backward Euler El usuario invoca el m todo de integraci n escribiendo CDA Critical Damping Adjustment a continuaci n del BEGIN NEW DATA CASE Trabajo Fin de M ster 411 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez
25. dos de la simulaci n efectuada En un editor gr fico puede visualizarse a partir del fichero de extensi n pl4 los resultados obtenidos de esta manera Editor gr fico atp Editor de textos ATPDraw fOO atp atp PrE i M a Compilador 4 ATP js atp y atp ap p14 a Y y o A Gestor del entorno MEM ug adp ATPCC atp Cir p14 lis Y Visualizadores gr ficos PCPlot PlotXY GTPPlot p14 Figura Interacci n entre los programas de ATP EMTP A 5 1 Gestor del entorno ATPCC Como se ha mencionado ATP Control Center ATPCC facilita el acceso al conjunto de programas que pueden formar parte del paquete ATP EMTP el editor grafico ATPDraw el editor de textos PFE32 los programas de representaci n de resultados PCPlot PlotXY y GTPPlot o ejecutar directamente el propio ATP Se ha de hacer notar que permite el acceso o integraci n de hasta diez programas adicionales as como la posibilidad de trabajar con dos versiones de ATP Trabajo Fin de M ster 360 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez gt a x m LU D 4 Energ a Solar Fotovoltaica A 5 1 1 Pantalla principal Al ejecutar ATPCC aparece la pantalla principal del programa Se muestra en la figura siguiente Control de Programas Programas Filtro de pipi principales adicionales extensiones de ATP Linea s EEUG ATP Control Center Sele de menus Programs User Programs Project
26. encia Por el contrario si se considera una rama RC snubber como se muestra en la figura siguiente la constante de tiempo t R C habr de ser 2 3 veces el tiempo de paso elegido para la simulaci n N tese sin embargo que los valores de R y C podr n variar seg n el sistema el ctrico a simular Trabajo Fin de M ster 408 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica Figura Opciones snubber Llegados a este punto se considera la simulaci n del paso de corriente a trav s de una inductancia presentado anteriormente teniendo en cuenta una rama snubber En la siguiente figura se muestra los resultados de tensi n e intensidad obtenidos donde se aprecia la ausencia de oscilaciones ois 0 015 CI a rA Cn Cn d E 4 55 4 9 435 ernie i5 i le 453 4 9 435 J 3 5 J T d Time sec x 10 Figura Ejemplo de la corriente a trav s de la inductancia con snubber a adida Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Trabajo Fin de M ster 409 Energ a Solar Fotovoltaica A 11 4 3 Disminuir el tiempo de paso Un tiempo de paso peque o puede eliminar o paliar en algunos casos las oscilaciones num ricas presentes en la simulaci n Ello depende de la topolog a del circuito y de la presencia de resistencias en el mismo Se ha de sefialar que el tiempo de paso requerido puede estar lejos de una simulaci n pr ctica Adem s debido a que la amplitud de la oscilaci
27. evo modelo de componente creado mediante el fichero lib Para ello con la opci n Objects User Specified New sup file se crea un nuevo componente cuya extensi n es sup H ATPDraw Naoname adp Kk File Edit View ATP WEE Tools Window Help LI amp Ed Edit Component S amp Bs e User Specified m sup File Edit sup File Model Edit TACS Figura Opci n New sup file En la ventana que aparece a continuaci n hay que indicar los datos que definen dicho componente y el numero de nudos disponibles para su conexi n externa Edit C Program Filesi IPDravkuspMTVDC 6 SUP Data Nodes b U Standard data High precision Output enable Type Users pec Hum data Hum nades Trabajo Fin de M ster 379 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez A n e ul M m LU j ba an A Energ a Solar Fotovoltaica Edit C Program Hilest IPDraw amp uspMTVDC 6 SUP lat n Standard data High precision i2 11 10 1 9 Output enable e a 3 E SUE Type UserSpec P Mum data 3 EN Ed Mum nodes 5 UN Save Save s Figura Definici n de los datos y nudos del nuevo modelo El n mero de nodos y datos debe coincidir con las declaraciones ARG y NUM del fichero escrito mediante Data Base Module Permite la introducci n de hasta 36 datos siendo el n mero m ximo de nodos 12 Kind Nodo MODELS nodo de salida nodo de entrada de intensidad nodo de ent
28. guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica Main Programs Settings L x OOO a Menu name W atcom ATP ATP Program SEELIG Sw atA TPSSAT pbigw exe FE File Extension ain dat 00 0 Menu name amp TP2 replaced by a ATP Programe ee E File Extension ain dat 200 0 Default settings Save on Output Parameters f both w C disk m EN Er Figura Ventana de di logo para configuraci n de programas principales ATP Las opciones por defecto indican los siguientes aspectos e Save on salvar los resultados obtenidos en un fichero de extensi n lis disk o presentarlos tambi n en la pantalla both e Output Parameters se marca esta casilla cuando se desea que el nombre del fichero de salida coincida con el nombre del fichero atp utilizado como entrada En caso contrario se especifica el nombre del fichero de salida incluyendo su extensi n lis o out Trabajo Fin de M ster 362 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica R se selecciona esta opci n si se quiere que cuando ya exista un fichero lis cotrespondiente al fichero atp utilizado como entrada el resultado de una nueva simulaci n se sobreescriba en ese mismo fichero En la pesta a correspondiente al resto de programas principales se act a de un modo similar Main Programs Settings AE ali ATPDraw Program name C Program Filess amp T PDraws amp TPDRAW EXE In File Extension E cir FLFlot Progra
29. m name CEEL GV PEPLO T Sw PLCplat exe tE File Extension pl4 E ditor Menu name Editor Program name C SEEUGSPFES24 PFES2 E4E E File Extension bs Figura Ventana de di logo para la configuraci n del resto de los programas principales A 5 1 3 Configuraci n de programas adicionales Para a adir modificar o eliminar programas adicionales se selecciona en la l nea de men s la opci n Options Additional Programs Al hacerlo se presenta una ventana de di logo compuesta de tres pesta as Trabajo Fin de M ster 363 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica Additional Programs Mew Add E dit Frag Delete Program title Plots Program name L EeugiPlots Plats exe fe Working directory XE eug E jemplos File extension s pl4 Format ext l _ext2 _exth Cut extension of input data file Default PLOT Figura Incorporaci n de programas adicionales Las siguientes opciones adicionales equivalen a e Cut extension of input file elimina la extension de los ficheros de entrada antes de ejecutarlos con el programa adicional e Default PLOT se utiliza cuando se pretende que el programa adicional a adido por ejemplo GTPPLOT o PlotXY actue como programa gr fico por defecto En este caso la extensi n de los ficheros de entrada debe estar definida como pl4 A 5 1 4 Configuraci n de par metros generales Desde la opci n Settings del submen Options pueden co
30. nlinear Line Lumped Line Distributed Switches Sources Machines Transformers MODELS Type 94 TACS User Specified Line Cable Overhead Line PCH Frequency comp RLC Pi equiw 1 F RL Coupled 51 k RL Sym 51 K 0 RLC Pi equiv 1 phase RLC Pi equiv 1 2 phase RLC Pi equiv 1 t 3 phase RL Coupled 5 2 phase RL Coupled 5 3 phase RL Coupled 51 6 phase RL Sym 51 3 ph RL Sym 51 6 ph Trabajo Fin de M ster BRANCH type 1 BRANCH type 1 2 BRANCH type 1 3 BRANCH type 51 52 BRANCH type 51 53 BRANCH type 51 56 BRANCH type 51 53 BRANCH type 51 56 Tabla Line Lumped 388 Energ a Solar Fotovoltaica Figura Men Line Lumped Single phase RLC z equivalent 2 phase RLC z equivalent Non symmetric 3 phase RLC z equivalent Non symmetric 3 phase nodes 2 phase RL coupled line model Non symmetric 3 phase RL line model Non symmetric 3 phase nodes 2X3 phase RL coupled line model Non symmetric Off diagonal R is set to zero 3 phase RL coupled line model with sequence impedance 0 input Symmetric 2x3 phase RL coupled line model with sequence impedance 0 input Symmetric Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 4 Energ a Solar Fotovoltaica A 8 5 5 LINE DISTRIBUTED Probes amp 3 phase K Branch Linear Branch Nonlinear K K Line Lumped k Line Distributed K
31. nsiderarse una serie de par metros de car cter general Trabajo Fin de M ster 364 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica Settings ATP Control Center Working Directory Save last window positon Log file Save vw Write to file Save last E events x Cancel 7 Help Figura Configuraci n de par metros generales e ATP Control Center Working Directory permite definir el directorio de trabajo del programa ATPCC e Log file Permite definir el n mero de eventos a recordar en la ventana de ltimos comandos utilizados e Save last window position Permite guardar la posici n y el tama o de la ventana del programa pata la pr xima ocasi n en que se utilice A 6 Compilador ATP Este programa constituye el n cleo fundamental de la aplicaci n y se trata del compilador que permite procesar los datos del circuito objeto de estudio Maneja ficheros de tipo de texto de extensi n dat o atp Las dos versiones de compiladores ATP m s habituales son e Watcom ATP Admite nombres de ficheros de gran longitud ficheros de datos de m s de 150 000 l neas y puede ejecutar simult neamente varios casos e GNU ATP Permite utilizar nombres largos para ficheros proporciona un arranque r pido y requiere menos memoria En el esquema de la siguiente figura se muestran los m dulos de simulaci n disponibles en ATP las subrutinas de apoyo y la interacci n entre ellos Con todos estos elemento
32. o de x t corresponde a la forma de onda deseada Time Time t At Figura Actual x t con oscilaciones num ricas Trabajo Fin de Master 402 Juan Antonio Rodriguez Gonzalez asig o aA z gt 5 va us 4 llA38 Energ a Solar Fotovoltaica Una transici n de y t de dos pasos de tiempo en lugar de uno resolver a esta situaci n como se muestra a trav s del siguiente conjunto de ecuaciones Se asume en este caso y t At 0 y t 0 5 e y tt At 1 0 x t poe At At x t At 0 5 1 0 0 5 0 0 At At x 1 24 0 0 1 0 1 0 0 0 t x t 3At 0 0 En la siguiente figura se ilustra los valores de x t e y t en consideraci n de estas ecuaciones y 0 t At Time Time t At tt At Figura Representaci n de y t y x t con tiempo de subida mas lento Trabajo Fin de Master 403 Juan Antonio Rodriguez Gonzalez al zo e 3 va ui KN d m Us A Energ a Solar Fotovoltaica De todo ello se deduce que reducir el paso de tiempo permite en algunos casos paliar o eliminar la aparici n de oscilaciones num ricas Se debe se alar sin embargo que la aparici n de oscilaciones debidas a operaciones de conmutaci n no se ver n reducidas de esta manera ya que el interruptor ideal siempre cambiar en un paso de tiempo A 11 3 Ejemplos A 11 3 1 Intensidad a trav s de una inductancia U 10 EV bl Figura Circuito de ejemplo U D 10 15 20 2b 30 3b t ms
33. onlinear k Line Lumped k Line Distributed K Switches k Sources K Machines K Transformers K MODELS Type 94 E TACS K User Specified Library Line Cable K Ref 1 ph Overhead Line PCH Ref 3 ph Frequency comp Figura Inserci n de un elemento del usuario Para la creaci n de un modelo mediante el lenguaje de programaci n MODELS se accede a la opci n New mod file del men Objects ver figura a continuaci n donde se muestra la estructura a seguir presentada en un apartado anterior para la implementaci n del modelo El manual MODELS IN ATP Language ofrece al lector interesado detallada informaci n acerca de este lenguaje de programaci n Trabajo Fin de M ster 381 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez BH ATPDraw Maoname adp Ek File Edit View ATP BEIC Tools Window Help Die 4 Edit Component SE AE eat el LlerS5Speciied k L d Model Mew sup File Edit sup File Edit TACS Mew mad File Edit mod File Figura Opci n para crear un modelo mediante MODELS Ejemplo de fichero mod MODEL FLASH_1 Energ a Solar Fotovoltaica comment CACKCk KC KCkck KC KkCkck Kok Ck ok Kk Kk kk Kk KK CK KK KK KK KU AAA AAA AAA AAA AA KK KK KR Kk KK AA RAR Function set or cancel the gap firing control signal Inputs voltage and current across ZnO resistor Output the firing signal to the electrical ZnO componen
34. onz lez Probe Volt 1 Probe Branch volt Mide la tensi n a tierra de un nodo l Mide la tensi n entre dos nodos Probe Curr x Mide la intensidad entre dos nodos Probe Tacs y Mide una se al de tipo TACS Splitter Energ a Solar Fotovoltaica Permite la transformaci n de un nodo monof sico a un nodo trif sico Trabajo Fin de M ster 385 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 4 Energ a Solar Fotovoltaica A 8 5 2 BRANCH LINEAR Probes amp 3 phase k Branch Linear Resistor Branch Monlinear K Capacitor Line Lumped K Inductor Line Distributed ALE Switches k RLC 3 ph Sources b S RLC D 3 ph Machines Transformers K S L Ifo MODELS 1 l Tvpe 94 K TACS K User Specified k Line Cable k Overhead Line PCH Frequency comp Figura Men Branch Linear BRANCH Pure resistance in Q type U BRANCH Capacitor with damping resistor type 0 C in uF if Copt 0 ap cs BRANCH Inductor with damping resistor type 0 Inductance in mH if Xopt 0 ype Resistor Capacitor Inductor IND RLC 3 ph RLC3 BRANCH 3 phase R L and C in series type 0 Independent values in phases RLC Y 3 ph I BRANCH 3 phase R L and C Y coupling type 0 Independent values in phases RLC D 3 ph RLCD3 Bea BRANCH 3 phase R L and C D coupling type 0 Independent values in phases U 0 CAP Ul BRANCH Capacitor with initial condi
35. otovoltaica A 8 5 6 SWITCHES Probes amp 3 phase K Branch Linear Branch Nonlinear Line Lumped Line Distributed Switches Switch time contr Switch time 3 ph Sources K Machines K Switch voltage contr Transformers K Diode type 117 Valve type 11 MODELS typ Triac hype 12 Tvpe 94 K TACS switch itype 13 TACS K Measurin User Specified K s Line Cable k Statistic switch Overhead Line PCH Systematic switch Frequency comp kr 7 Figura Menu Switches Switch time switcerc SWITCH Single phase time controlled switch controlled type 0 itch time 3 pl E SWIICH Three phase time controlled switch type 0 Independent operation of phases Switch voltage SWITCHVC SWITCH Voltage controlled switch contr type 0 Diode Switch type 11 Uncontrolled Valve Thyristor Switch type 11 TACS MODELS controlled SWITCH Double TACS MODELS controlled BF om 12 switch SWITCH Simple TACS MODELS controlled type 13 switch Measuring SWMEAS SWITCH Measuring switch type 0 Current measurements Statistic switch SW STB IL SWITCH Statistic switch See ATP Settings Switch UM Systematic switch SW SYS LL SWITCH Systematic switch See ATP Settings Switch UM Tabla Switches Trabajo Fin de M ster 390 Juan Antonio Rodt guez Gonz lez asida ye o Z a e K UN m Uu a A 8 5 7 SOURCES Ene
36. par sitos y resistencias internas A 11 2 Representaci n matem tica El problema puede ser representado considerando la ecuaci n a dt usando la regla trapezoidal Podemos integrar ambos lados de la ecuaci n y t xdt y t At t At A continuaci n reescribimos la ecuaci n usando la regla trapezoidal Se ha de hacer notar que estamos buscando una aproximacion trapezoidal de la frontera formada por x t y t At y t y t At 7 x t x t At Trabajo Fin de Master 400 Juan Antonio Rodriguez Gonzalez SIDA amp 4 e Z ra 3 a U A Energ a Solar Fotovoltaica Naas Se resuelve por consiguiente esta ecuaci n para x t que puede representar la intensidad a trav s de un condensador o la diferencia de potencial entre los terminales de una inductancia ie xt A 00 y t Ar El resultado esperado habr a de ser el mostrado en la siguiente figura Time x t e Time t A tt At Figura Representaci n esperada de x t e y t para el caso de ejemplo As para el primer paso de tiempo se obtiene 2 Trabajo Fin de Master 401 Juan Antonio Rodriguez Gonzalez Energ a Solar Fotovoltaica El siguiente paso x t At ser a 2 2 2 x t At 1 0 1 0 At At At Un nuevo paso sin embargo resultaria 2 x t 2At 2 At Se aprecia en este caso la existencia de una oscilaci n como aparece en la siguiente figura El valor medi
37. rada de tensi n nodo de entrada de estado de un interruptor nodo de entrada de una variable de una m quina variable TACS nodo de tensi n de la parte imaginaria de estado fijo imssv nodo de intensidad de la parte imaginaria de estado fijo imssi salida de otro model 00 1 OV Ui RR OQ I o SO Nodo TACS nodo de salida nodo de entrada de suma positiva nodo de entrada de suma negativa nodo de entrada desconectado LAA A C Trabajo Fin de M ster 380 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica En la ventana aparecen dos botones Pulsando el bot n donde aparece una l mpara el ctrica se abre un editor de iconos que permite dise ar el icono con el que representar el nuevo componente creado Mediante el bot n en el que aparece un interrogante se accede a un editor de ayuda donde se puede escribir el texto que se desea mostrar cuando se solicite ayuda desde la ventana de di logo correspondiente a este componente Tras definir todos los datos se pulsa la opci n save as y se guatda el fichero con extensi n sup en el subdirectorio Usp con lo que queda definido el nuevo componente Para poder utilizar este nuevo modelo como un componente m s del circuito el ctrico a dise ar se hace uso de la opci n User specified Files y se selecciona el fichero sup correspondiente al componente Probes amp 3 phase K Branch Linear K Branch N
38. rg a Solar Fotovoltaica Probes amp 3 phase Branch Linear K Branch Nonlinear K Line Lumped b Line Distributed K Switches K SOURCES DC type 11 Machines K Ramp type 12 Slope R amp type 13 transformers AC type 14 MODELS Surge type 15 Type 94 K Heidler type 15 TAS K TALS source User Specified K AC 3 ph type 14 Line Cabl K IS dn PCH AC Ungrounded id DC Ungrounded Frequency comp K y Figura Men Sources DC type 11 T DC step source Current or voltage ype Ramp type 12 SOURCE Ramp source Current or voltage Slope Ramp type 13 WE SOURCE Two slope ramp source type 13 Current or voltage AC type 14 SOURCE AC source Current or voltage Surge type 15 SOURCE Double exponential source Type 15 TACS source AC 3 ph type 14 AC Ungrounded DC Ungrounded Trabajo Fin de M ster SOURCE TACS MODELS controlled source type 60 Current or voltage Hee SOURCE AC source type 14 Current or voltage 3 phase node SOURCE Ungrounded AC source type 14 18 Voltage only L SOURCE Ungrounded DC source i type 11 18 Voltage only Tabla Sources J h Heidler type 15 HEIDLER Kt SOURCE Heidler type source Current or Volt ACS l TRE 391 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 4 Energ a Solar Fotovoltaica A 8 5 8 MACHINES Probes amp 3 phase K Branch Linear K Branch Nonlinear k Line Lumped K Line Distributed k Switches K Source
39. s K lachines SM 59 0 TACS SM 59 5 TACS Transformers k UMI Synchronous mE UMS Induction Tice 14 Induction UM6 Single phase User Specified K UMa DC Line Cable K Overhead Line PCH Frequency camp Figura Men machines SM59 HER MACHINE Synchronous machine No TACS type 59 control 3 phase armature MACHINE type 59 ri conti ar SM control Synchronous machine Max 8 TACS control 3 phase armature UMI Synchronous UM3 Induction UM4 Induction UM6 Single phase UMS DC UM Tabla Machines Trabajo Fin de M ster UM MACHINE type 8 392 Synchrounous Set initialization under ATP Settings Switch UM Induction Set initialization under ATP Settings Switch UM Induction Set initialization under ATP Settings Switch UM Single phase Set initialization under ATP Settings Switch UM DC machine Set initialization under ATP Settings Switch UM Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 4 Energ a Solar Fotovoltaica A 8 5 9 TRANSFORMERS Probes amp 3 phase k Branch Linear k Branch Nonlinear k Line Lumped K Line Distributed K Switches k Sources Machines k Transformers Ideal 1 phase MODELS Saturable 1 phase Type 94 k Saturable 3 phase TACS k Sat VY 3 leg User Specified po Line Cable k Overhead Line PCH Frequency comp Figure Men Transformers Ide
40. s resultados guardados en los ficheros de extensi n pl4 que genera ATP Al abrir un nuevo fichero aparece la ventana de di logo de la figura donde se eligen las variables a representar y el tipo de representaci n deseado Las variables escogidas se pueden dibujar en funci n del tiempo o en funci n de una de ellas seg n se seleccione la opci n correspondiente En el segundo caso la primera de las variables seleccionada constituye el eje x y aparece se alizada con una X a su izquierda Select Curves 18 Feb 10 11 04 29 1 HC H1A Voltage Power Current Energy f resp Other TACS U M HHA HIB HA HIA LOADA SREFC X HB H1C HB HIE LOADE VUELTA Hic LoADC PULS AMPL SOPUL a Deselect Deselect an SREFB G2 G4 SREFA i t f function XY Plot e OK x Cancel A 10 Visualizador gr fico PlotXY Permite representar hasta ocho curvas en la misma gr fica realizar la transformada de Fourier de una sefial representar en la misma hoja curvas de tres ficheros diferentes representar las curvas en funci n del tiempo o hacer una representaci n X Y hacer un escalado autom tico de ejes acceder al valor instant neo de forma num rica exportar datos etc Trabajo Fin de M ster 398 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez amp S1DA y C Energ a Solar Fotovoltaica E we MC s PlotxY Data selection S Refresh WT File mem variables N1cC M1A M1B N1 NB
41. s se pueden crear modelos de menor a mayor complejidad que representan los diferentes equipos y componentes encontrados en los sistemas el ctricos Trabajo Fin de M ster 365 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez 3104 ye L ur 4 Energ a Solar Fotovoltaica o Naas COMPONENTES EL CTRICOS B SICOS i Ramas lineales y no lineales M Interruptores U SUBRUTINAS DE APOYO Fuentes L INTEGRADAS A i LINE CONSTANTS MEER Ims B CABLE CONSTANTS REPRESENTACI N DEL o CABLE PARAMETERS SISTEMA ELECTRICO SEMLYEN SETUP Soluci n Ns JMARTI SETUP En el dominio del tiempo XFORMER En el dominio de la frecuencia 4 BCTRAN R a v SATURA HYSDAT M DULOS DE SIMULACI N UA TACS MODELS An lisis M dulos de transitorios programables x en sistemas de prop sito de control general Figura Componentes de ATP A 7 Editor de textos PFE32 El desarrollo del procesador gr fico ATPDraw ha simplificado enormemente la creaci n de los ficheros que son compilados posteriormente con ATP Sin embargo para los usuarios expertos sigue siendo necesario el empleo de un editor de textos que permita trabajar entre otros con los ficheros de entrada a ATP atp o dat o de salida del mismo lis Conviene se alar que la estructura de los ficheros atp es muy t gida ya que toda la informaci n del sistema el ctrico a simular debe ocupar una posici n espec fica en cada fila del fi
42. t A X CKCkCk KC KCkck KC Kk ck Kk Kk Ck ok Kk Kk Ck Ck Kk KK CK Kk KK KK KK KU KK KK KK KK KK KO KG KG KK KG KG KG KK AAA AAA endcomment INPUT V1 Voltage on positive side of ZNO V V2 Voltage of negative side of ZNO V ICZN ZNO current Amps DATA Pset power setting Megajoules msec Eset energy setting Megajoules fdel firing delay msec idur firing duration msec VAR power power into ZnO resistor Watts trip gap firing control signal 0 or 1 energy energy into ZnO resistor Joules tfire time at which the gap was last fired sec vcap voltage difference across series caps Volts OUTPUT trip HISTORY INTEGRAL power DFLT 0 INTE fip 0 tfire 0 ENDINIT Trabajo Fin de M ster 382 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez Energ a Solar Fotovoltaica vcap V1 V2 power vcap iczn energy INTEGRAL power IF trip gt 0 is already firing AND t tfire fdur 1 e 3 has exceeded firing duration THEN trip 0 Cancel the firing signal tfire 0 null the firing time ENDIF IF trip 0 is not signaling to fire AND tfire 0 firing condition not yet detected AND power gt Pset 1 e9 power setting exceeded OR energy gt Eset 1 e6 energy setting exceeded THEN tfire t set the firing detection time ENDIF IF trip 0 gt is not signaling to fire AND tfire gt 0 firing condition has been detected AND t tfire fdel 1 e 3 firing delay exceeded IHEN trapiel
43. tion AF initial condition L 100 IND BRAN CH Inductor with initial condition initial condition Tabla Branch linear Trabajo Fin de Master 386 Juan Antonio Rodriguez Gonzalez 4 Energ a Solar Fotovoltaica A 8 5 3 BRANCH NONLINEAR Probes amp 3 phase k Branch Linear K Branch Nonlinear Ri Type 99 Line Lumped K LO Type 98 Line Distributed K LG Type 93 l Lii Type 96 Switches K Rit Type 97 Sources k MOY Type 92 Machines k MOV Type 3 ph R TACS Type 91 Transformers K r MODELS Tvpe 94 k TACS k User Specified K Line Cable K Overhead Line PCH Frequency comp d Figura Men Branch Nonlinear BRANCH Current dependent resistance type 99 L i Type 98 NLININD BRANCH Current dependent inductor alli a type 98 L i Type 93 NLIND93 BRANCH True non linear current type 93 dependent inductor L i Type 96 NLIND96 yi BRANCH Pseudo nonlinear hysteretic BEEN type 96 inductor R i Type 99 NLINRES R t Type 97 NLINR T V BRANCH Time dependent resistor type 97 MOV Type 92 MOV gn DIEN CH Current dep endent resistance on type 92 exponential form MOV Type 3 ph MOV Jg BRANCH 3 phase current dependent type 92 resistance R TACS Type 91 e BRANCH TAC S MODELS controlled type 91 time dependent resistor Tabla Branch Nonlinear Trabajo Fin de M ster 387 Juan Antonio Rodr guez Gonz lez A 8 5 4 LINE LUMPED Probes amp 3 phase Branch Linear Branch No
44. z Energ a Solar Fotovoltaica BEGIN NEW DATA CASE C Just one comment card only since the KASEND in startup file is 1 SPUNCH BEGIN NEW DATA CASE BLANK El comando ERASE clarifica el buffer donde se guardar el fichero pch obtenido DUM denota el nombre de los nodos internos del componente en este caso no hay La compilaci n del fichero anterior genera el siguiente fichero TR PCH KARD 3 3 3 3 KARG dl 2 3 4 KBEG E 9 27 80 KEND 8 14 32 80 KTEX I il 0 0 SERASE BRANCH C lt Bus M lt Bus k lt Bus 3 lt Bus 4 lt Se que VO A 20 FRNODETONODE VALUER H PME PD Ml d 94699 940 94 09 094960 0 9 0 9 0 9 9099 9 0 9 9 4 90 9 0 9 0 9 4 0 dii SEOF User supplied header cards follow 21 Au0g 97 14 5319 ARG FRNODE TONODE ARG VALUER H NUM VALUER H DUM El fichero punch contiene los punteros num ricos de todos los argumentos usados en la plantilla Igualmente puede obtenerse un fichero de extensi n lib si se escribe en el fichero dat PUNCH name lib El elemento creado en este caso una resistencia puede ser utilizado en la simulaci n de un circuito el ctrico dat haciendo uso de la orden INCLUDE En este caso ser a INCLUDE 1R FRNODE TONODE VALUER H FRNODE TONODE y VALUER pueden tener um m ximo de 6 caracteres H determina el tipo de salida 0 para no hay salida 1 para la corriente que circula por el elemento 2 para la diferencia de potencial entre los terminales del
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