El paquete de simulación ATP.Nuevas prestaciones Juan A. Martinez Velasco Universitat Politècnica de Catalunya Departament d'Enginyeria Elèctrica Diagonal 647 08028 Barcelona, España Teléfono : 34 - 93 - 401 6725 Fax : 34 - 93 - 401 6600 E-mail :
[email protected] Resumen El ATP es una potente herramienta de simulación actualmente muy empleada en un elevado número de aplicaciones, y cuyas prestaciones pueden ser útiles para diseñar varios tipos de paquetes de simulación a medida. Este articulo presenta un resumen de los algoritmos de cálculo básicos implementados en este paquete, de las prestaciones más importantes de los distintos programas que lo forman y de las aplicaciones en las que puede ser de utilidad. Palabras clave : Simulación Digital, Análisis Transitorio, Análisis Armónico, Análisis de Sensibilidad, Análisis Estadístico, ATP, ATPDRAW, TOP. 1. Introducción El ATP (Alternative Transients Program) [1] fue originalmente diseñado para el cálculo de procesos transitorios en sistemas eléctricos de potencia. Durante los últimos años se han desarrollado varios programas de apoyo con los que se puede diseñar un paquete de simulación muy flexible y potente, cuyas prestaciones son actualizadas regularmente. Una simulación con el ATP se realiza generalmente en tres pasos, para cada uno de los cuales existen en la actualidad varios programas, o distintas versiones de un mismo programa, • ATPDraw [2], para creación y edición de archivos de entrada • TPBIG [1], para simular redes eléctricas en el dominio del tiempo y de la frecuencia • PCPLOT, TPPLOT, GTPPLOT o PLOTXY, para procesar los resultados de una simulación. ATPDraw es un preprocesador interactivo en entorno Windows que actúa como núcleo central del paquete completo, ya que los usuarios pueden controlar la ejecución de cualquier programa integrado en el paquete desde ATPDraw. Este preprocesador dispone de modelos para los principales componentes de una red de potencia, y permite que un usuario pueda añadir sus propios modelos desarrollados a partir de varias opciones disponibles en el paquete, como Data Base Module o el lenguaje de programación MODELS [1], [2]. Las prestaciones de los distintos programas son regularmente actualizadas y corregidas. Varias de las prestaciones recientemente implementadas permiten ampliar el campo de aplicaciones del paquete, que se convierte en una herramienta muy adecuada para estudios en los que hasta ahora no se había aplicado, p.e. propagación de armónicos, análisis de sensibilidad, o ciertos análisis estadísticos. En la realización de este trabajo se ha diseñado un paquete formado por 1 2. 2 . Descripción del paquete La Figura 1 muestra la secuencia de tareas que se realizan en un estudio de simulación normal con los programas que integran el paquete ATP. y otros tipos de interacciones entre programas y archivos. Las siguientes secciones presentan un resumen de las opciones más importantes que se hallan disponibles en los tres principales programas del paquete. El artículo presenta un resumen de los prestaciones de cada programa.e. TPBIG. Figura 1.tres programas : ATPDraw. Tareas principales del paquete ATP. de los algoritmos básicos empleados en las simulaciones. y TOP (The Output Processor) [3]. algunas de cuyas características se muestran en la Tabla I. p. los archivos de entrada a la rutina Data Base Module. y de los principales campos de aplicación del paquete. En realidad la interacción entre programas y archivos es mucho más compleja ya que existen varios tipos de archivos que no se muestran en la figura y que pueden formar parte de una simulación. STARTUP : Especificación de varios parámetros dependientes de la instalación en el momento de arrancar la ejecución. trabajo por lotes. Si el archivo no es encontrado por el programa. se emplean los valores definidos por defecto. así como en formatos HPGL y Postcript.INI : Esta dividido en 7 secciones. GRAPHICS : Definición de parámetros de salida gráfica por pantalla.Windows sultados de simulación La configuración de opciones se realiza internamente y de forma interactiva.DOS cesos transitorios y edición de modelos mediante rutinas auxiliares TOP Procesamiento de los re. de límites para Edición de diagramas y Windows archivos de entrada TPBIG Simulación digital de pro. Por ejemplo. en las que el usuario ha de especificar determinados parámetros. ajustes de salida gráfica.TABLA I .DESCRIPCIÓN DE LOS PROGRAMAS DEL PAQUETE ATP Programa ATPDraw Función Versión Archivos de inicialización ATPDRAW. valores numéricos de ciertas variables. manipulación de archivos. LISTSIZE.DAT : Especificación dimensionamiento dinámico. 3 . 4) Una vez creado el archivo de entrada. una vez elegido el componente que se quiere añadir aparece el icono correspondiente en la pantalla de edición • para desplazar un icono basta poner el puntero del ratón sobre el icono y mantener pulsado el botón izquierdo. 4 . La barra de menús dispone de ocho opciones principales : File. Windows y Help. ver Figura 3. En ambos casos será necesario realizar varias operaciones • para añadir un componente al diagrama de la red. 2) Una vez se ha editado el diagrama de la red que se desea analizar. Objects. Interruptores. se puede ejecutar la simulación con la opción escogida por el usuario y que se encontrará en la lista de archivos por lotes (Batch Jobs) dentro del menú ATP. ya que se trata de un fichero de texto.1 ATPDRAW [2] ATPDraw es un editor gráfico que funciona en entorno Windows y dispone de una lista muy completa de los componentes necesarios para representar un sistema eléctrico en código ATP. Fuentes.2. 5) Si la ejecución se ha realizado correctamente. se han de introducir los parámetros propios de la simulación (paso de integración. cambiar o corregir los datos de un componente es necesario colocar el puntero del ratón sobre el icono y pulsar el botón derecho. y que también se encuentra en la lista de archivos por lotes que hay en el menú ATP. o la modificación del diagrama existente. si se trata de un caso nuevo. se pueden visualizar los resultados mediante la opción escogida por el usuario.atp. El archivo generado tiene el mismo nombre que el archivo de la red pero con la extensión . El procedimiento completo. bastará con pulsar el botón derecho del ratón en cualquier punto de la pantalla donde se edita el circuito. La pantalla principal del programa presenta una aspecto similar al de la Figura 2. ya que las opciones Edit y ATP solo estarán disponibles después de escoger entre editar un circuito nuevo o abrir uno ya existente. Edit. aunque inicialmente solo aparecerán seis. para lo que se empleará la opción Make File del menú ATP. unidades de los parámetros de entrada). basta con dejar de pulsar el botón • para especificar. Las opciones de los submenús se elegirán de la misma manera. pulsando el botón derecho del ratón se consigue que gire un ángulo de 90Ε en el sentido contrario al de las agujas del reloj. Los menús se despliegan colocando el puntero del ratón sobre el nombre de la opción principal y pulsando el botón izquierdo. ATP. tiempo final de simulación. y puede ser leído mediante cualquier procesador de texto. etc. aparecerá un menú desplegable con la lista de tipos de componentes (Ramas. para dejarlo en la nueva ubicación. si este ya fue creado anteriormente. aparecerá la pantalla de datos correspondiente al tipo al que pertenece el componente • si un icono ha sido seleccionado. La Figura 3 muestra la pantalla de ATPDraw con el menú adicional de selección de componentes desplegado. El usuario ha de capturar los iconos de los elementos que forman el sistema en estudio y especificar los parámetros de cada uno. Tools.). View. desde la creación del diagrama de la red hasta la visualización de los resultados de una simulación se puede resumir de la siguiente forma : 1) El primer paso será la creación del diagrama de la red. 3) A continuación se debe solicitar la creación del archivo de entrada. Figura 2. 5 . Menú de selección de componentes en ATPDraw. Ventana principal de ATPDraw. Figura 3. cables aislados o transformadores.Código de los sistemas de control (TACS o MODELS) 4. motores) 7. como relés de protección y modelos avanzados de interruptores.2 TPBIG [1] TPBIG es un programa originalmente desarrollado para simular procesos transitorios en sistemas eléctricos de potencia. que combina la regla trapezoidal y el método de Begeron. mediante la opción Harmonic Frequency Scan. La parte del archivo en la que se representan los componentes del sistema en estudio constará básicamente de dos bloques..Código de los interruptores y semiconductores 6.Directrices de la simulación (Paso de integración. y se realiza con un paso de integración constante que debe ser escogido por el usuario.2. y permite incluir instrucciones en código pseudo-FORTRAN y algunos dispositivos especiales. Se dispone de dos opciones para representar una estrategia de control : TACS (Transient Analysis of Control Systems) y MODELS. 6 . La simulación de un proceso transitorio con TPBIG se basa en el método de Dommel. La aplicación de esta rutina es especialmente útil cuando se ha de representar un dispositivo que contiene varios componentes repetidos. como medidores de valores eficaces. La estructura básica de un archivo es la siguiente : 1. frecuencímetros o multiplexores. más las instrucciones de inicio y final del archivo. La sección de control permite representar no solo estrategias de control de máquinas y convertidores. Aunque el programa ha sido desarrollado para simulaciones de procesos transitorios.. sino también otros componentes no disponibles en TPBIG. Tiempo máximo de simulación) 3.Especificación de datos de flujo de cargas 8. que describen respectivamente la red eléctrica y los sistema de control. Una de las rutinas auxiliares es Data Base Module.. determinar la impedancia de una red en función de la frecuencia (Frequency Scan) y calcular flujos de carga armónicos. a partir de la información disponible de estos componentes. ya que la sintaxis puede ser muy simple y el tamaño del archivo muy reducido. también puede ser empleado para obtener el régimen permanente senoidal de un red lineal. que permite editar módulos de librería. interruptores y semiconductores. Cualquiera de los módulos creados mediante esta rutina se puede incluir en un archivo tantas veces como sea necesario. El programa dispone además de varias rutinas auxiliares cuyo objetivo es crear un archivo en código ATP para representar distintos componentes.Instrucciones para el comienzo de un nuevo caso 2. transformadores) 5. cables.. como líneas aéreas.Especificación de condiciones iniciales 9... ramas o componentes pasivos..Código de las ramas (líneas. Una librería de módulos para una aplicación determinada puede facilitar extraordinariamente la edición y modificación de un archivo de entrada.Código de las fuentes y máquinas rotativas (generadores. MODELS es un lenguaje de alto nivel con una sintáxis muy flexible.. TACS simula una estrategia de control a partir de su representación en diagramas de bloques..Petición de las variables de salida 10. Un archivo de entrada para el ATP es un archivo de texto en el que la información de la red a simular está estrictamente ordenada por clases de componentes (sistemas de control.Instrucciones de final de archivo. mediante un comando $INCLUDE en el que se han de especificar los nudos terminales y los parámetros necesarios para describir el componente. por ejemplo un puente rectificador. que permite representar una estrategia de control mediante un archivo que es fácil de interpretar y de documentar. fuentes y máquinas rotativas).. Figura 4. la distorsión armónica total (THD). La Tabla II presenta una lista muy detallada de los componentes o dispositivos que se pueden representar mediante este programa. 2. 7 . ver Tabla III.3 TOP [3] TOP (The Output Processor) es un programa desarrollado en entorno Windows que lee datos en una gran variedad de formatos y los transforma en gráficos de alta cualidad. Este programa puede ser empleado como postprocesador gráfico y para realizar otras tareas muy útiles como el análisis armónico de Fourier o el cálculo de ciertos índices de calidad de servicio. y que mueva. Las prestaciones de este programa. dimensione y disponga las ventanas en la pantalla • presente los datos seleccionados empleando ventanas (una o mas variables en un mismo eje) y marcos (conjunto múltiple de ejes en una ventana) • realice operaciones matemáticas con los datos leídos por el programa mediante la opción “TOPCalc” • formatee las variables mostradas en una ventana según sus preferencias • exporte los datos en pantalla en una gran variedad de formatos.e.La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de los módulos y rutinas auxiliares disponibles en TPBIG. p. Módulos de simulación y rutinas auxiliares de TPBIG. permiten que un usuario • maneje datos de varios tipos de fuentes • visualice los datos en forma de tablas y gráficos • presente oscilogramas en varias ventanas simultáneamente. 53 (para cálculo en régimen permanente) TIPO-99 : Resistencia pseudo no lineal TIPO-98 : Inductancia pseudo no lineal TIPO-97 : Resistencia variable en el tiempo TIPO-96 : Inductancia pseudo no lineal con histéresis TIPO-94 : Rama controlada desde MODELS TIPO-93 : Inductancia no lineal TIPO-92 Pararrayos de óxidos metálicos Resistencia multifásica lineal con cebado TIPO-91 Resistencia multifásica variable en el tiempo Resistencia controlada desde TACS/MODELS Elemento no lineal FORTRAN suministrado por el usuario INTERRUPTORES NORMALES Controlado en el tiempo Controlado por tensión De medida INTERRUPTORES ESTADÍSTICOS Interruptor STATISTIC Interruptor SYSTEMATIC INTERRUPTORES CONTROLADOS desde TACS/MODELS TIPO-11 : Modelo de diodo y tiristor TIPO-12 : Modelo para triac TIPO-13 : Modelo ideal controlado desde TACS/MODELS FUENTES EMPÍRICAS FUENTES ANALÍTICAS TIPO-11 : Función escalón TIPO-12 : Función rampa TIPO-13 : Función doble rampa TIPO-14 : Función senoidal/Carga atrapada TIPO-15 : Función de onda TIPO-16 : Modelo de convertidor AC/DC simplificado TIPO-18 : Fuente de tensión aislada de tierra/Transformador ideal FUENTES CONTROLADAS DESDE TACS/MODELS TIPO-17 : Fuente modulada desde TACS/MODELS TIPO-60 : Fuente controlada desde TACS/MODELS MÁQUINAS ROTATIVAS TIPO-59 : Máquina síncrona trifásica (Método de predicción) TIPO-58 : Máquina síncrona trifásica (Solución en el dominio de fases) TIPO-19 : Módulo Máquina Universal TACS (Transient Analysis of Control Systems) MODELS • RAMAS NO LINEALES • INTERRUPTORES Ø FUENTES • • Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø • Ø Ø • Ø Ø • • Ø Ø Ø • Ø Ø • Ø Ø Ø SISTEMAS DE CONTROL • 8 . 3 : Elementos RLC acoplados con parámetros concentrados TIPO 51. 52. CABLE PARAMETERS) Doble circuito especial Modelo SEMLYEN line model Modelo JMARTI Modelo NODA SATURABLE TRANSFORMER COMPONENT Rutina auxiliar BCTRAN KIZILCAY F-DEPENDENT (Modelo de admitancia de orden superior) CASCADED PI – Tipo 1.52.2. 2.3 (para cálculo en régimen permanente) PHASOR BRANCH [Y] .Tipo 51. 53 : Elementos RL acoplados con parámetros concentrados TIPO -1. -3 : Elementos con parámetros distribuidos Modelo parámetos constantes (LINE CONSTANTS.TABLA II .COMPONENTES DISPONIBLES EN TPBIG TIPO DE COMPONENTE RAMAS LINEALES • • • • Ø Ø Ø Ø Ø • • • • • • • • • • • Ø Ø • Ø Ø OPCIÓN ATP TIPO 0 : Elementos serie RLC desacoplados con parámetros concentrados TIPO 1. -2. TIF) Mapa de bits (Windows Bitmap. SPEC... desplazamiento. división Inversión. kA) Datos. SCAN. valor absoluto Transformadas rápida y discreta de Fourier (FFT. EPRI SDWorkstation. PROB. correlación cruzada Probabilidad acumulada.111-1991) Metarchivo Windows (Windows Metafile.CSV) 9 . raíz cuadrada Gráficos X-Y Filtrado. función de transferencia V. rejillas. negación. ATP Square D DADisp . p. Fluke 41 and 97 Forma de onda y espectro (WAVE and TRND) Respuesta de frecuencia (SCAN and SPEC) Datos estadísticos originales (STAT) Probabilidad acumulada (PROB) Densidad de probabilidad (HIST) Mínimo y máximo (WAVE. etc. etiquetas COMTRADE (IEEE Standard C37. .. EPRI HARMFLO para Windows Cooper V-HARM . multiplicación. potencia Auto-correlación. and HIST) Resumen (WAVE) Puntos de la forma de onda (WAVE. cuadrado.111-1991 EPRI/Electrotek PQDIF Dranetz-BMI 8010 PQNode®.BMP) Variable separada por coma (Comma Separated Variable. PROB. comentarios y anotaciones Colores Leyendas Escalas. COMTRADE: IEEE Standard C37. I2t Integración. 65x Series Electrotek SuperHarm® .WMF) Formato de imagen etiquetada (Tagged Image Format. DFT) Transformada inversa (IDFT) Potencia. LPDW.e. I. 8020 PQNode®. RMS. energía. PQ Diagnostic System EPRI/DCG EMTP . resta.TABLA III – PRESTACIONES DEL PROGRAMA TOP OPCIÓN CARACTERÍSTICAS Formatos de entrada Graficos Administración de archivos Procesamiento Formatos gráficos Formatos de salida ASCII Text .EMTP SOS) TRND (Medida de RMS en régimen permanente) WAVE (Datos de formas de onda) Objetos Derivados (obtenidos mediante TOPCalc): HIST (Histograma) PROB (Curva de probabilidad acumulada) SCAN (Barrido de frecuencia) SPEC (Espectro armónico) TRND (FFT. and HIST) Datos en el dominio de la frecuencia (SPEC and SCAN) Contenido armónico (SPEC) Análisis según IEEE Standard 519 (SPEC) Objetos originales (obtenidos directamente a partir de archivos de entrada a TOP) : SCAN (Barrido de frecuencia a partir de archivos SuperHarm) SPEC (Espectro armónico a partir de archivos SuperHarm) STAT (Recuperación de salida estadística .) WAVE (Forma de onda) Suma. distribución de probablidad Cantidades de base (por unidad) Unidades (Etiquetas de ejes y mutiplicadores. que combina la regla trapezoidal y el método de Bergeron [4]. esta solución se puede obtener mediante las ecuaciones de admitancias nodales [4] [Y] [V] = [I] siendo los elementos de [Y]. una vez que esta solución ha sido calculada. e introduce oscilaciones numéricas sostenidas. son ensambladas aplicando el método de los nudos según la siguiente expresión [G] [v(t)] = [i(t)] . corrientes y valores previos de las variables de estado. Las ecuaciones de una red. un componente no lineal es representado como una fuente de corriente cuyo respuesta se superpone a la solución de la red lineal. Esta última solución es muy útil en la simulación de convertidores de topología variable. El cálculo de procesos transitorios en redes no lineales se puede realizar aplicando alguno de los dos métodos disponibles : considerando una representación pseudo no lineal de los componentes de la red o mediante compensación. Usando compensación.[I] (1) siendo [G] la matriz de conductancias nodales. que involucran tensiones.2 Solución en el dominio de la frecuencia Se basa en la solución en régimen permanente senoidal de una red lineal.3. La matriz de conductancias es simétrica y permanece constante ya que el cálculo se realiza con un paso de integración fijo. HFS es una opción basada en el mismo método que muchos programas de análisis armónico. la matriz de conductancias varía y es re-triangularizada siempre que la solución cambia de uno a otro segmento de la representación no lineal. La regla trapezoidal es empleada para obtener los circuitos equivalentes de componentes con parámetros concentrados. e [I] el vector de términos de historia. [v(t)] el vector de tensiones de nudo. la regla trapezoidal actúa como diferenciador. están basadas también en este método. En operaciones de maniobra o en transiciones entre segmentos de una inductancia representados mediante una curva a tramos. y puede ser aplicado para analizar la propagación de armónicos en una red obteniendo el cálculo de la solución fasorial de forma individual para cada frecuencia y superponiendo posteriormente los resultados obtenidos [5]. Este segundo método es muy eficiente pero esta limitado a un solo componente no lineal por subred. Algoritmos básicos 3. Si se emplea el primer método. La solución se obtiene aplicando factorización triangular. como introducir amortiguamiento adicional o emplear circuitos snubber (RC) en paralelo con los interruptores.1 Solución en el dominio del tiempo Está basada en el esquema de Dommel. Frequency Scan (FS) y Harmonic Frequency Scan (HFS). Para una frecuencia determinada. FS permite repetir el cálculo de la solución en régimen permanente variando la frecuencia de las fuentes senoidales entre unos límites establecidos. Estas oscilaciones pueden ser evitadas o amortiguadas mediante varias técnicas. [i(t)] el vector de fuentes de corriente. Dos importantes opciones del ATP. mientras que el método de Bergeron se emplea para obtener el de componente con parámetros distribuidos. 10 (2) . [V] e [I] fasores o valores complejos. 3. especialmente si son muy complejos.1 Desarrollo de modelos Varias opciones del ATP pueden actualmente ser empleadas en el desarrollo de módulos personalizados que sirvan para representar componentes no disponibles en el paquete o para facilitar la representación de otros componentes. que pueden facilitar sensiblemente la tarea de los usuarios. el usuario puede emplear algunos métodos muy simples. 4. basada en MODELS. para desarrollar módulos personalizados. En general esta opción es empleada para facilitar el uso de ciertos componentes. o para crear componentes no disponibles en el ATP. 4. En este artículo las tareas y aplicaciones que se pueden realizar con el ATP han sido agrupadas en dos grandes secciones : “Desarrollo de modelos y de librerías de componentes” y “Tipos de estudios”. Sin embargo. Una muestra muy completa del alcance que pueden tener todas las prestaciones mencionadas en estudios de control.e. los usuarios pueden ampliar el campo de aplicación de Data Base Module mediante la creación de módulos más potentes y flexibles. Otra alternativa está basada en la opción "start again". empleando "fuerza bruta" se obtiene la solución en régimen permanente de la red. Para cada tarea o estudio los siguientes apartados presentan un breve resumen. Esta aproximación puede tener una convergencia muy lenta en redes con poco amortiguamiento. Aplicaciones del ATP Alguna de las opciones recientemente implementadas en el ATP permite que los usuarios puedan realizar nuevos tipos de estudios con lo que se amplía de forma significativa el campo de aplicaciones del programa. que es almacenada. [7] y [8]. Con la nueva opción $PARAMETER. protección y calidad de servicio ha sido presentada en las referencias [6]. En general. dispositivos de medida o sistemas de protección. consiste en arrancar el cálculo con el sistema totalmente relajado y dejar que la simulación se prolongue durante el tiempo necesario para que los transitorios se amortiguen y la red alcance el régimen permanente.Este tipo de algoritmo no puede ser aplicado para obtener la solución inicial en redes no lineales o con circuitos de topología variable. Data Base Module es una rutina auxiliar que puede ser muy útil en el desarrollo de módulos integrados.2 Tipos de estudios 11 . Una solución más eficiente consiste en obtener el régimen permanente inicial de la red sin los componentes no lineales o representando estos mediante un modelo lineal aproximado. convertidores estáticos. las opciones empleadas en este tipo de tareas serán el lenguaje MODELS y la rutina auxiliar Data Base Module. Sin embargo los usuarios también pueden emplear la rama Tipo 94. pudiendo arrancar cualquier simulación transitoria posterior a partir de esta solución. Las prestaciones de TACS/MODELS serán usadas para desarrollar módulos cuya finalidad sea representar estrategias de control. Este último aspecto ha sido dividido a su vez en cuatro categorías a) Análisis transitorio b) Análisis frecuencial c) Análisis de sensibilidad d) Análisis estadístico. 4. El más simple es conocido como “fuerza bruta”. p. o para analizar problemas relacionados con la propagación de armónicos. Sin embargo. Un estudio de sensibilidad se puede realizar aprovechando algunas opciones recientemente empleadas en el ATP. pero también puede ser empleada en las mismas aplicaciones que Frequency Scan. lo que será especialmente útil cuando no se disponga de un conocimiento muy preciso de ese parámetro. la opción PCVP combinada con otras prestaciones del ATP. por lo que el algoritmo de cálculo transitorio también puede ser útil en estos casos.a) Análisis transitorio Una simulación transitoria es generalmente empleada para obtener la respuesta de un sistema a una maniobra o a una excitación externa. c) Análisis de sensibilidad El concepto es empleado en este documento para designar un estudio cuya finalidad es determinar la dependencia de una o varias variables de una red en estudio respecto a un parámetro de la misma red. Harmonic Frequency Scan es útil en el análisis de propagación de armónicos. Un ejemplo muy completo y complejo fue presentado en [10]. existen otros estudios en los que un análisis estadístico es necesario. El cálculo de la densidad de probabilidad que pueden tener ciertas tensiones de maniobra es un problema bien conocido en el que se puede aplicar fácilmente el ATP. b) Análisis frecuencial Es básicamente empleado en el cálculo del régimen inicial en redes lineales. Tal como fue mencionado en la sección anterior. la opción $PARAMETER será usada para variar en cada simulación el valor de un parámetro de la red dentro del rango de valores que pueda ser de más interés. también puede ser empleada en el cálculo del régimen permanente de un sistema no lineal o para obtener la distorsión armónica que se origina en una red con elementos no lineales y/o convertidores de topología variable. Algunos de estos componentes no están todavía disponibles en el ATP. d) Análisis estadístico Un análisis de Monte Carlo es un procedimiento numérico generalmente aplicado en problemas que involucran variables de naturaleza aleatoria. que permitan representar algunos componentes con suficiente precisión. por ejemplo el lenguaje MODELS. La opción Pocket Calculator Varies Parameters (PCVP) permite repetir la simulación de un caso tantas veces como sea necesario. por ejemplo en el estudio del comportamiento de líneas aéreas y estaciones receptoras frente al rayo. La opción Frequency Scan es empleada para obtener la impedancia de una red vista desde un nudo determinado. el régimen inicial en una red no lineal no puede ser obtenido mediante métodos frecuenciales con la versión actual del ATP. Sin embargo. Con ambas opciones se requieren componentes con representación dependiente de la frecuencia. puede ser empleada para realizar cualquier tipo de análisis estadístico. Este tipo de estudio puede ser empleado para determinar en que rango de valores un determinado parámetro puede ser fuente de problemas. detectar problemas de resonancia y diseñar filtros pasivos. tal como fue mostrado en [9]. donde se analizó el comportamiento de un 12 . La desventaja fundamental está en el tiempo de cálculo que puede ser muy elevado si la red tiene elementos con poco amortiguamiento. Como en el caso del análisis de sensibilidad. pero los usuarios pueden aprovechar ciertas prestaciones del paquete para desarrollar sus propios modelos. como un rayo. 1999. 13 . 2. Martinez Velasco y M. “Visualize system simulation and measurement data. Hall. 1. Dommel.” EEUG News. La Tabla IV presenta un resumen de los estudios que se pueden abordar con el ATP. y las limitaciones actuales del paquete. Referencias [1] Can/Am Users Group.A. pp. Martinez Velasco. vol. Martinez and J. y personalizada por el usuario para aplicaciones muy específicas. 3.” European EMTP/ATP Users Group Meeting. 4.A. Furst. La versión presentada en este documento está formada por tres programas. 5. Reference Manual (EMTP Theory Book). July 1999. [5]G. Furst. Martin-Arnedo. Martinez Velasco y J.circuito doble frente a sobretensiones originadas por cebado inverso.W. El artículo ha resumido las nuevas prestaciones del ATP y los nuevos estudios en que estas pueden ser aplicadas. los algoritmos básicos empleados en cada caso. Electromagnetic Transients Program. “Desarrollo de una librería modular para análisis de calidad de servicio mediante el EMTP. “Desarrollo de una librería para representación de sistemas de control y protección. 1999.” Revista Iberoamericana del ATP. 1.A. no. Vol.” IEEE Budapest Power Tech'99.” International Conference on Power Systems Transients. L. [6]J. Budapest. 1. 46-51.K. Enero 2000. 1986. “Análisis de sensibilidad mediante el ATP. Smith. 3. “ATPDraw . 2000. Høidalen. pero puede ser ampliada fácilmente mediante la adición de programas. [2] H.A. Martin Arnedo. 1996. [10] G. [7]J. June 20-24. vol. pp. Vol. Moreno Heras. 12. Grebe and S. 6.Graphical preprocessor to ATP.” IEEE Computer Applications in Power.” Revista Iberoamericana del ATP. ATP Rule Book. Budapest. Windows version. no. “EMTP modular library for power quality analysis. [8]J. la información que se pretende obtener. Septiembre 1999.L. August 29-September 2. Bonneville Power Administration. Prikler and J. no. [3] T. Diciembre 1999. 4. Budapest. Conclusiones El ATP es una herramienta desarrollada en entorno Windows que puede ser aplicada en un elevado y creciente número de estudios. February-May 1998. A MODELS-based application example. no. no. 18-25. 1. [4] H. November 10-12. [9]J. Portland. ya sea desarrollados especialmente para usuarios del ATP o que sirven de apoyo a otras herramientas de simulación. Vol. “Harmonic analysis with the new HARMONIC FREQUENCY SCAN (HFS) in ATP. “Monte Carlo lightning backflash model for EHV lines.” Revista Iberoamericana del ATP. TABLA IV – APLICACIONES Y LIMITACIONES DEL ATP ESTUDIO Análisis transitorio v(t) OBJETIVOS ALGORITMOS LIMITACIONES Análisis frecuencial v(f) Análisis de sensibilidad v(p) Análisis estadístico F(v) • Obtener la respuesta transitoria de un • El método de Dommel : La regla trape. por lo tanto • Determinar la tasa de fallos de un componente frente a un determinado tipo presentará las limitaciones propias de esta de sobretensión opción 14 .• Oscilaciones numéricas provocadas por la sistema frente a una perturbación zoidal más el método de Bergeron regla trapezoidal • Obtener el régimen permanente en redes no • El método de los nudos • Retardo entre la solución de una red eléclineales trica y un sistema de control • Interfaces basados en compensación y predicción • La aplicación al cálculo del régimen permanente puede ser lenta en algunos casos • Los algoritmos de conversión de datos presentan limitaciones en algunos modelos Obtener el régimen permanente en redes • El método de los nudos en notación • La versión actual no es aplicable a redes • lineales fasorial con elementos pasivos no lineales Determinar condiciones de resonancia • • No se dispone de modelos dependientes de Analizar el efecto de propagación de la frecuencia para determinados compo• armónicos nentes Obtener la dependencia de una o más • Los mismos que en análisis transitorio y • Las mismas limitaciones que en análisis • variables de una red respecto a un frecuencial transitorio y frecuencial parámetro • Este tipo de estudio puede requerir un tiempo de simulación muy largo en sistemas muy grandes • Obtener la densidad de probabilidad de una • Los mismos que en análisis transitorio • Cualquier análisis estadístico que no esté sobretensión basado en interruptores estadísticos debe basarse en MODELS.