The purpose of this paper is to show that the software ScicosLab can be used as an interesting and effective computational tool to analyze the automatic generation control of electric power systems. Firstly it is presented the software and, afterwards, the concepts and definitions of rotational movements in order to develop mathematical models for the generators equipped with steam turbines or hydraulic turbines and speed governors, and for their electrical loads. For the studies it is used a system comprised by two distinct interconnected areas where a load increase in one area is simulated without/with the tieline, ignoring, and then considering the primary and supplementary controls. Finally, it is analyzed a more realistic system with three distinct areas extracted from the Brazilian power system. The computational results show graphically the variations of the two main quantities of interest: the frequency of each area of the system and the tieline power. These quantities allow the evaluation of the system behavior after a disturbance that affects the generation-load balance. Within the above context, it is verified that the ScicosLab computer package effectively models and simulates the load-frequency control of power systems, qualifying, therefore, as an excellent alternative to replace any similar program which requires license payment. / A proposta deste trabalho é mostrar que o software ScicosLab pode ser utilizado como uma ferramenta computacional, interessante e eficaz, para analisar o controle automático de geração de sistemas elétricos de potência. Inicialmente é apresentado o software e, em seguida, os conceitos de movimentos rotativos que permitem desenvolver os modelos matemáticos para os geradores equipados com turbinas a vapor ou hidráulica e reguladores de velocidade, e para suas cargas elétricas. Para possibilitar os estudos é utilizado um sistema constituído por duas áreas distintas interligadas, onde é simulado um aumento de carga em uma destas áreas, sem e com a linha de interligação, desconsiderando e, em seguida, considerando os controles primário e suplementar. Finalmente, analisa-se um sistema mais realístico com três áreas distintas extraído do sistema elétrico brasileiro. Os resultados computacionais mostram graficamente as variações das duas principais grandezas de interesse: a frequência de cada área do sistema e a potência da linha de interligação. Estas grandezas permitem avaliar o comportamento do sistema após uma perturbação que afeta o balanço geração-carga. Considerando o exposto acima, constata-se que o pacote computacional ScicosLab modela e simula eficazmente o controle carga-frequência de sistemas elétricos de potência, qualificando-se, portanto, como uma excelente alternativa para substituir qualquer programa similar que exige pagamento de licença. / Mestre em Ciências

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-01T14:29:29Z No. of bitstreams: 1 paulaoliveiralagatta.pdf: 1917786 bytes, checksum: 627585584595873c205fcbcf5c79980f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:01:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paulaoliveiralagatta.pdf: 1917786 bytes, checksum: 627585584595873c205fcbcf5c79980f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T16:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paulaoliveiralagatta.pdf: 1917786 bytes, checksum: 627585584595873c205fcbcf5c79980f (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho são propostas duas formulações de importantes ferramentas para análise de redes em regime permanente, onde são consideradas equações que descrevem o comportamento do controle primário e secundário de frequência em sistemas elétricos de potência. A primeira proposta é baseada em uma formulação do problema de fluxo de potência convencional e a segunda uma formulação do fluxo de potência ótimo. A formulação de fluxo de potência proposta é desenvolvida a partir de uma metodologia genérica de representação de dispositivos de controle. Esta metodologia consiste em incorporar as equações que modelam dispositivos de controle ao problema básico de fluxo de potência em coordenadas polares, formando um sistema de equações de ordem (2nb+nc). O fluxo de potência desenvolvido é capaz de estimar os desvios de frequência do sistema devido a uma perturbação da carga. Por outro lado, o fluxo de potência ótimo proposto é capaz de identificar montantes e locais de corte carga, de forma a manter a frequência do sistema em uma faixa aceitável de operação. A formulação proposta de FPO consiste em incluir no problema equações de igualdade e desigualdade associadas com o controle primário de frequência e geração de potência ativa. Os desenvolvimentos propostos para o fluxo de potência convencional foram implementados no ambiente MatLab®. Para solução do fluxo de potência ótimo utilizou-se um pacote comercial de otimização, denominado LINGO®. A avaliação do fluxo de potência e fluxo de potência ótimo propostos é feita através do estudo de sistemas tutoriais e do sistema New England. A validação da análise de desvios de frequência é feita através da utilização do programa ANATEM, desenvolvido pelo CEPEL. Os resultados obtidos mostram as vantagens da utilização das formulações propostas. / This work proposes a new formulation for both the conventional power flow and the optimal power flow formulation, in which the steady-state equations describing the primary and secondary frequency control in electrical power systems are included. The proposed power flow formulation is based on a flexible methodology for the representation of control devices. Such methodology incorporates equations that model control devices into the basic power flow formulation in polar coordinates, generating an augmented system of equations having order (2nb + nc). The developed power flow is able to estimate the system frequency deviation due to a load disturbance. On other hand, the proposed optimum power flow formulation is able to identify the minimum load shedding necessary to maintain the system frequency in an acceptable range of operation. The proposed OPF formulation includes additional equality and inequality constraints to represent the steady state primary frequency control as a function of the active power generation. The proposed development for the conventional power flow was made using the MATLAB® environment. The optimal power flow solution used a commercial optimization package called LINGO®. The evaluation of the proposed power flow and optimal power flow formulations were made through the study of small test systems and the New England test system. Validations of the frequency deviation analysis were made using the program ANATEM, developed by CEPEL. The results obtained show the advantages of using the proposed formulations.