Questão de Transmissão de Energia · FGV EPE 2024 (nº 41)

Na análise de fluxo de potência, o objetivo principal é determinar as tensões (módulo e ângulo) em todas as barras do sistema elétrico. Para isso, as barras são classificadas em tipos (referência, geração e carga), e a partir de suas características conhecidas, identificam-se as variáveis desconhecidas a serem calculadas.

• Barra de Referência (Slack Bus): Possui o módulo e o ângulo de tensão conhecidos. Neste caso, a barra 6 é a de referência, então $V_6$ e $\theta_6$ são conhecidos.
• Barra de Geração (PV Bus): Possui a potência ativa (P) e o módulo da tensão (V) conhecidos. As variáveis a serem calculadas são o ângulo da tensão ($\theta$) e a potência reativa (Q). No diagrama, as barras 1, 3 e 7 são PV.
• Barra de Carga (PQ Bus): Possui a potência ativa (P) e a potência reativa (Q) conhecidas. As variáveis a serem calculadas são o módulo da tensão (V) e o ângulo da tensão ($\theta$). No diagrama, as barras 2, 4, 5, 8 e 9 são PQ.

As variáveis de estado (módulos e ângulos de tensão) que precisam ser calculadas no problema de fluxo de potência são:

1. Ângulos de tensão ($\theta$) para todas as barras, exceto a barra de referência.
   • $\theta_1, \theta_2, \theta_3, \theta_4, \theta_5, \theta_7, \theta_8, \theta_9$.
2. Módulos de tensão (V) para as barras de carga (PQ).
   • $V_2, V_4, V_5, V_8, V_9$.

A questão utiliza o termo "Subsistema 1". Embora em algumas formulações (como no método desacoplado rápido) o Subsistema 1 se refira apenas aos ângulos de tensão, a alternativa correta (E) agrupa todas as variáveis de estado (ângulos e módulos de tensão das barras PQ) que são desconhecidas no problema de fluxo de potência. Portanto, para esta questão, "Subsistema 1" deve ser interpretado como o conjunto de todas as variáveis de estado (V e $\theta$) que precisam ser determinadas.

(A) Incorreta: Inclui $\theta_6$, que é conhecido (barra de referência), e mistura variáveis de estado com outras que não correspondem ao conjunto completo de variáveis de estado desconhecidas.
(B) Incorreta: Lista potências (P e Q), que são valores conhecidos ou resultados calculados, não as variáveis de estado (V e $\theta$) que compõem o Subsistema 1.
(C) Incorreta: Faltam ângulos de tensão importantes ($\theta_1, \theta_3, \theta_7$) e inclui módulos de tensão que são conhecidos ($V_1, V_3, V_6, V_7$).
(D) Incorreta: Lista potências (P e Q), que não são as variáveis de estado (V e $\theta$) a serem determinadas para o Subsistema 1.
(E) Correta: Esta alternativa lista exatamente todas as variáveis de estado (ângulos de tensão de todas as barras, exceto a de referência, e módulos de tensão das barras de carga) que são desconhecidas e precisam ser calculadas no problema de fluxo de potência. A armadilha da banca é usar a terminologia "Subsistema 1" para se referir a este conjunto completo de variáveis de estado desconhecidas, em vez de apenas os ângulos de tensão como é comum em algumas formulações.