O AnaHVDC é um programa voltado para simulações de sistemas elétricos de grande porte considerando simultaneamente os transitórios eletromagnéticos e eletromecânicos, considerando modelagem trifásica e com a possibilidade de representação de harmônicos.  

O nome AnaHVDC reflete o principal contexto técnico que motivou o desenvolvimento da solução: os estudos envolvendo sistemas de transmissão em corrente contínua em alta tensão (HVDC). Esses sistemas apresentam desafios relevantes por envolverem equipamentos de dinâmica rápida e fenômenos eletromagnéticos que demandam representação detalhada. 

Apesar disso, o escopo técnico da ferramenta não deve ser entendido como restrito exclusivamente ao HVDC. A primeira versão AnaHVDC-EMT apoia Estudos de Transitórios Eletromagnéticos de Manobra em sistemas nos quais a representação de fenômenos rápidos seja relevante, com destaque para a produção de equivalentes ATP e a comparação de simulações do sistema completo e reduzido com diferentes dimensões. 

A versão AnaHVDC-EMT é dedicada a Estudos de Transitórios Eletromagnéticos de Manobra. Esses estudos envolvem fenômenos associados a energizações, religamentos, rejeições de carga, TRT, e demais eventos de curta duração, conforme prática do setor elétrico. 

Na prática, o AnaHVDC apoia esses estudos por meio da produção de sistemas reduzidos e de equivalentes ATP, que podem ser utilizados no ATP para a realização das análises. A ferramenta também permite simular diretamente os sistemas completo e reduzidos gerados. 

O AnaHVDC-EMT é a primeira versão comercializada do AnaHVDC voltada para simulação de transitórios eletromagnéticos de manobra e geração de redes elétricas equivalentes a partir dos dados do SIN completo no Anarede, Anafas e Anatem. Esta versão permite simular o sistema completo e comparar os resultados com os de sistemas equivalentes com diferentes dimensões. Também gera os arquivos ATP para que os sistemas equivalentes sejam simulados na atual ferramenta de referência destes estudos no Brasil.

Produzir um sistema reduzido significa representar uma parte do sistema elétrico de forma equivalente, preservando as características relevantes para o estudo a ser realizado. Essa abordagem permite concentrar a análise na região ou fenômeno de interesse, reduzindo a complexidade do caso completo. 

No contexto do AnaHVDC, a produção do sistema reduzido tem como objetivo apoiar Estudos de Transitórios Eletromagnéticos de Manobra, gerando equivalentes adequados para uso em ferramentas como o ATP e para simulação no próprio AnaHVDC. 

Originalmente o AnaHVDC foi concebido na época do projeto de Belo Monte para simulações EMT do problema das múltiplas injeções em corrente contínua (20 GW) na Região Sudeste, conhecido na literatura como “HVDC Multi-infeed”, onde poderiam ocorrer sérios problemas de estabilidade pela possibilidade de múltiplas falhas de comutação dos bipolos. Com o desenvolvimento do programa verificou-se que ele seria muito mais geral, podendo no futuro simular o SIN completo com todos os componentes representados detalhadamente, em particular, as gerações eólicas e solares conectadas por inversores, FACTS, baterias, etc. Outra aplicação importante seria a dos estudos de transitórios eletromagnéticos de manobra, cuja versão AnaHVDC-EMT está sendo atualmente comercializada. 

 Sim. Da mesma forma que um programa de estabilidade transitória, o AnaHVDC utiliza fasores, no entanto estes fasores dinâmicos vão conter os transitórios eletromagnéticos do sistema em sua integralidade, sem implicar em aproximações em relação a programas EMT convencionais. A grande vantagem de se usar fasores é a possibilidade de inicialização de todas as variáveis do sistema completo de forma numérica sem recorrer a simulações de longa duração, como é feito em programas EMT convencionais.

Atualmente os programas disponíveis para simulação não são adequados para sistemas de grande porte como é o caso do SIN. Eles utilizam equivalentes de dimensões reduzidas, o que pode implicar em resultados imprecisos ou limitados a uma pequena região do sistema. A representação de todos os componentes dinâmicos e de todos os controladores requer uma modelagem bastante trabalhosa nestes tipos de programa. Outra dificuldade é que os estudos requerem uma inicialização em regime permanente de todas as variáveis antes da simulação dos distúrbios a serem analisados. No caso dos programas EMT convencionais, essa inicialização requer simulações longas bastante ineficientes e a inicialização pode ainda ser inviável caso haja instabilidades.

No caso do AnaHVDC, a modelagem utiliza os dados de outros programas do Cepel, o Anarede (fluxo de potência), Anafas (curto-circuito) e Anatem (estabilidade transitória), cujos arquivos já são disponibilizados para o setor elétrico pelo ONS e EPE. Com isso consegue-se realizar simulações do SIN completo com poucos dados adicionais. Além disso, pelo AnaHVDC utilizar fasores dinâmicos, torna-se possível uma inicialização de todas as variáveis em regime permanente de forma numérica, sem necessidade de simulações longas e ineficientes. O AnaHVDC possui ainda ferramentas para identificação das causas de instabilidade dinâmica de um caso.

Outra questão é que o AnaHVDC em sua versão EMT (análise de transitórios eletromagnéticos de manobra) permite gerar equivalentes automáticos a partir dos dados do SIN completo e comparar os resultados dos sistemas equivalente e completo. Este recurso não está disponível em um programa EMT convencional.

 Os programas de estabilidade transitória são voltados para simulações de fenômenos lentos, como é o caso dos transitórios eletromecânicos, desprezando os transitórios eletromagnéticos do sistema, desbalanços ou harmônicos. Isso permite a simulação de sistemas de grande porte, no entanto, com as limitações de imprecisões das dinâmicas rápidas, podendo trazer inclusive problemas numéricos se estas tentarem ser representadas. Por exemplo, o fenômeno de falha de comutação em elos HVDC é notadamente impreciso em programas de estabilidade transitória. O AnaHVDC por trazer a modelagem EMT do sistema e modelos adequados de componentes com presença das dinâmicas rápidas, não possui este tipo de restrição.

 Sim. Os modelos da base de dados do Anatem de máquinas, compensadores estáticos, elos de corrente contínua, fontes controladas por CDU e até mesmo os CDUs que modelam detalhadamente os controladores são integralmente lidos pelo AnaHVDC para serem considerados nas simulações. O AnaHVDC permite entrada de dados trifásica instantânea dentro do CDU e diversos tipos diferentes de medição. No atual banco de dados não há esse detalhamento, mas no futuro seria importante incorporar para uma maior aderência com os reais modelos de campo em relação aos fenômenos de dinâmica mais rápida. Convém ressaltar que a atual versão AnaHVDC-EMT comercializada não considera esse grau detalhamento destes modelos nem a leitura dos CDUs.

Depende do sentido atribuído ao termo “dinâmica”. O AnaHVDC permite a simulação dinâmica eletromecânica tradicional, normalmente associada à resposta de máquinas, reguladores, controles sistêmicos e estabilidade de sistemas de potência em escalas de tempo mais lentas. Quando o foco do estudo é apenas nos transitórios lentos, o produto recomendado do Cepel é o Anatem. 

No entanto, quando deseja-se considerar em uma simulação os transitórios lentos e rápidos simultaneamente, como por exemplo os transitórios eletromagnéticos e as dinâmicas rápidas de equipamentos com eletrônica de potência, o AnaHVDC é o mais indicado. No entanto, esse tipo de simulação requer aprimoramento da base de dados do Anatem para detalhamentos EMT de medições e malhas de controle, que vem sendo fruto de pesquisa no Cepel.  

Atualmente apenas a versão AnaHVDC-EMT está disponível para utilização profissional em estudos EMT de manobra. O AnaHVDC com modelos detalhados está sendo distribuído gratuitamente a título de demonstração com exemplos limitados a sistemas de pequeno porte onde o detalhamento dos dados pode ser considerado. 

Atualmente o ATP continua sendo a ferramenta na qual muitos usuários realizam os Estudos de Transitórios Eletromagnéticos de Manobra. O AnaHVDC foi desenvolvido para facilitar e apoiar esse processo, especialmente por meio da modelagem do sistema elétrico a partir de dados em Anarede e Anafas do sistema completo, e a produção de equivalentes reduzidos com criação do arquivo ATP. 

Além disso, o AnaHVDC permite a simulação do sistema completo para avaliação da qualidade do equivalente. Para o mesmo equivalente produzido, os resultados obtidos entre AnaHVDC e ATP são praticamente iguais, permitindo ao usuário validar e analisar o comportamento do sistema reduzido em ambos os ambientes. Então a possível substituição do ATP pelo AnaHVDC é uma escolha do usuário, em função de suas preferências de modelagem e experiência de uso dos programas.

O AnaHVDC-EMT permite ler os dados Anarede, Anafas e Anatem de um caso completo do SIN distribuído pelo ONS ou EPE e simular o sistema considerando os modelos utilizados na análise de transitórios eletromagnéticos de manobra, ou seja, os geradores vão ser representados por fontes de tensão em série com indutância subtransitória, as linhas de transmissão por modelos de parâmetros distribuídos, as cargas e compensação reativa por circuitos RLC, etc.  

A partir desses modelos, o AnaHVDC-EMT permite ainda gerar uma rede elétrica reduzida definida pelo usuário a partir de vizinhanças de barras, além de permitir gerar o arquivo ATP desse equivalente, que produz o mesmo resultado da simulação do AnaHVDC-EMT. Com essa versão é possível avaliar a qualidade do equivalente, pela comparação com o sistema completo, e gerar também os arquivos de curto-circuito em formato Anafas com carregamento, que podem ser utilizados por outros programas, como o HarmZs e que permitem verificar a validade dos níveis de curto-circuito do sistema equivalente. 

Os parâmetros nominais de uma linha de transmissão e seu comprimento permitem obter o modelo de regime permanente da linha utilizando fórmulas de correção hiperbólica. O AnaHVDC possui algoritmo para conversão contrária dos parâmetros do modelo PI hiperbólico para parâmetros nominais utilizando o comprimento total da linha, sem precisar fornecer este comprimento individualmente. Com essa conversão de dados, o programa consegue realizar a simulação com modelos de parâmetros distribuídos apenas utilizando os dados do Anarede e Anafas sem necessidade de fornecimento de dados adicionais, produzindo resultados exatamente equivalentes ao modelo original de parâmetros distribuídos em um programa EMT convencional. Opcionalmente o usuário pode substituir qualquer modelo vindo do Anarede e Anafas por um modelo definido por sua configuração geométrica, considerando desbalanço, transposição, efeito pelicular e efeito do solo. Apenas a dependência dos parâmetros com a frequência que se encontra em desenvolvimento.  

Porque o AnaHVDC vai permitir simulações com modelos detalhados de todos os componentes do SIN completo considerando as dinâmicas lentas e rápidas simultaneamente, permitindo analisar praticamente qualquer problema dinâmico do sistema de grande porte em qualquer região.

O AnaHVDC está disponível em sua versão demonstração em https://see.cepel.br com diversos exemplos e tutoriais.  

O AnaHVDC está atualmente disponível para licenciamento na aplicação específica de estudos de transitórios eletromagnéticos de manobra em sua versão AnaHVDC-EMT que já passou por inúmeros testes e validações, estando bastante robusto para a utilização em estudos profissionais e produzindo os mesmos resultados do programa de referência utilizado no setor elétrico nacional.

Para a aplicação em análises dinâmicas de forma geral considerando o conjunto completo dos equipamentos presentes no SIN, o programa encontra-se em fase de aprimoramento de modelos e validações. A versão comercial que permite simular o SIN completo com todos os seus equipamentos ainda não está sendo licenciada, no entanto, o programa em sua versão demonstração ou EMT possui alguns destes modelos disponíveis para serem utilizados em sistemas exemplos didáticos de até 40 barras.

 Os custos das licenças dos programas do Cepel, incluindo o AnaHVDC-EMT, podem ser solicitadas no seguinte link https://see.cepel.br/Licenciamento.  

Sim. O AnaHVDC será disponibilizado em modelo SaaS, com gestão de acesso, licenciamento, atualização e suporte associados ao serviço prestado pelo Cepel. 

Nesse caso, o modelo SaaS está relacionado à forma de contratação, controle de acesso, gestão de licenças, atualização e prestação do serviço. Isso não significa que a ferramenta rode integralmente em nuvem. 

Não. Apesar de ser disponibilizado em modelo SaaS, o AnaHVDC é instalado na máquina do usuário. O modelo SaaS se refere à forma de contratação, gestão de acesso, licenciamento, atualização e suporte, e não implica que toda a execução ocorra exclusivamente em ambiente de nuvem.

Sim. O AnaHVDC deverá ser instalado na máquina do usuário, conforme as orientações técnicas fornecidas pelo Cepel. O uso estará sujeito às regras de licenciamento, autenticação e autorização aplicáveis ao modelo SaaS.

Sim. A versão de demonstração do AnaHVDC permite que os usuários conheçam a solução AnaHVDC-EMT e visualizem sua aplicação em um caso representativo. 

A versão demo é distribuída com um caso do sistema brasileiro previamente preparado. Nessa versão, somente esse caso de grande porte poderá ser utilizado. 

O objetivo é permitir que o usuário conheça o fluxo de uso da ferramenta, visualize a produção do equivalente ATP e simule o sistema reduzido disponibilizado.

Não. Na versão demo, o uso será limitado ao caso do sistema brasileiro distribuído com a própria demonstração ou sistemas com pequenas dimensões com até 40 barras apenas para fins didáticos ou de avaliação do produto. Para utilização de outros casos, será necessário observar as condições da versão licenciada do produto. 

Sim. A versão demo permitirá ao usuário acompanhar e visualizar a produção do equivalente ATP a partir do caso disponibilizado. Isso oferece uma visão prática do funcionamento da ferramenta e de sua aplicação em Estudos de Transitórios Eletromagnéticos de Manobra. 

Sim. Além de permitir a visualização da produção do equivalente ATP, a demo também permitirá a simulação do sistema reduzido no próprio AnaHVDC, dentro das condições e limitações estabelecidas para a versão demonstrativa.

Sim. A versão demo possui exemplos e tutoriais, com o objetivo de apoiar o aprendizado inicial e facilitar a compreensão do funcionamento da ferramenta.

Neste primeiro momento, apenas o AnaHVDC-EMT está disponível para utilização. Ele é indicado para profissionais e instituições que realizam Estudos de Transitórios Eletromagnéticos de Manobra e que necessitam produzir equivalentes ATP ou sistemas reduzidos para esse tipo de análise. 

Pode também ser utilizado na avaliação da atuação de sistemas de proteção, utilizando os resultados da simulação do AnaHVDC-EMT para identificar se haveria ou não a sensibilização de relés de diferentes lógicas. 

Sim. O lançamento desta primeira versão faz parte de uma estratégia evolutiva. Novas funcionalidades poderão ser incorporadas ao produto conforme a maturidade da solução, a evolução técnica da plataforma e as necessidades identificadas junto aos usuários e instituições do setor elétrico.

As instituições interessadas podem entrar em contato com o Cepel por email (anahvdc@cepel.br) sobre escopo funcional, dúvidas técnicas ou de condições de contratação e licenciamento. Em www.see.cepel.br está disponível link para pedido de licenciamento e acesso à versão de demonstração.