Interface MATLAB – PSCAD para Simulação Integrada

1 Universidade Federal do Cear Centro de TecnologiaDepartamento de Engenharia El tricaTrabalho de Conclus o de Curso Interface MATLAB Guilherme Martins Universidade Federal do Cear Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia El tricaTrabalho de Conclus o de Curso MATLAB PSCAD para Simula o Integrada Guilherme Martins Gomes NascimentoFortaleza, junho de 2011 Departamento de Engenharia El trica Simula o Gomes Nascimento ii Monografia | Guilherme Martins Gomes Nascimento | || 2011 iii GUILHERME MARTINS GOMES NASCIMENTO Interface MATLAB PSCAD para Simula o Integrada Monografia submetida Universidade Federal do Cear como parte dos requisitos para obten o do grau de Engenheiro Eletricista. Orientador: Prof . Past ra Saraiva Le o Fortaleza Junho de 2011 Interface MATLAB Esta monografia foi julgada adequada para obten o do t tulo de Engenheiro Eletricista e aprovada em sua forma final pelo prograEngenharia El trica na Universidade Federal do Cear.

2 _____ _____ Interface MATLAB PSCAD PARA SIMULA O Integrada foi julgada adequada para obten o do t tulo de Engenheiro Eletricista e aprovada em sua forma final pelo programa de Gradua o em Engenharia El trica na Universidade Federal do Cear . _____Guilherme Martins Gomes Nascimento Banca Examinadora: _____Prof . Ruth Past ra Saraiva Le o, Orientadora _____Prof. MSc. Nelber Ximenes Melo _____Eng . Jana na Barbosa Almada, Fortaleza, Junho de 2011 iv Integrada foi julgada adequada para obten o do t tulo de Engenheiro ma de Gradua o em Engenharia El trica na Universidade Federal do Cear . _____ _____ _____ _____ v N o to mandei eu? Esfor a-te, e tem bom nimo; n o temas, nem te espantes; porque o SENHOR teu Deus contigo, por onde quer que andares. (Josu ) ..no mundo tereis afli es, mas tende bom nimo, Eu venci o mundo (Jo o 16:33) vi A Deus, A meus pais, Rob rio e Tirza, A meus irm os, Rafael e Gabriel, A minha amada, Aline A meus amigos vii Nascimento, G.

3 M. N. Interface MATLAB PSCAD para Simula o Integrada , Universidade Federal do Cear UFC, 2011, 90p Esta monografia tem por objetivo apresentar a integra o de dois softwares de simula o amplamente utilizados em projetos de engenharia, o PSCAD e o MATLAB . Ambos os softwares possuem peculiaridades que s o de grande utilidade para alguns destes projetos, se diferenciando pelas fun es apresentadas ao usu rio. Se essas diferentes fun es puderem ser utilizadas de maneira conjunta, as simula es desenvolvidas podem trazer grandes vantagens. Muitos obst culos foram encontrados durante a instala o e integra o no software. Por isso, foi descrito de forma objetiva esses problemas, expondo as solu es encontradas para eles, de modo a auxiliar queles que desejem utilizar-se dessa Interface . As configura es de simula o s o explicadas e exemplificadas, tanto no PSCAD como no MATLAB , uma vez que essas configura es devem estar condizentes, j que os softwares devem ser capazes de reconhecer os dados recebidos e trat -los devidamente para enviar dados coerentes com a programa o do outro software.

4 Ainda s o apresentadas algumas ferramentas do PSCAD , tanto a fim de aprimorar os conhecimentos sobre este software de grande contribui o nas an lises de sistemas de pot ncia, como tamb m solucionar problemas de tempo de simula o, que se mostrou demasiadamente grande em alguns casos. Se o tempo de simula o n o for de grande import ncia em um projeto, a Interface pode chegar a substituir estas ferramentas. Palavras-Chave: Integra o, PSCAD , MATLAB , Simula o Integrada . viii Nascimento, G. M. N. MATLAB PSCAD software Interface for integrated simulation , Universidade Federal do Cear UFC, 2011, 90p This work aims to present the integration of two simulation softwares widely used in engineering projects: PSCAD and MATLAB . Both softwares have peculiarities that are very useful to some of the projects, being different from each other on the functions presented to the users.

5 If those functions can be used in a joint manner, the developed simulation capacities can be greatly enhanced. Many obstacles were found during the softwares installation and integration processes, so these problems were described objectively, exposing the solutions in order to assist those willing to use this Interface . PSCAD and MATLAB simulation configurations are explained and exemplified, once the configuration need to be flawless, because these softwares need to recognize the data sent and received correctly. Some PSCAD tools are also presented in order to improve the understanding of this software so it is easier to reduce problems with the integrated simulation time, which, in some cases, proved to be too great. If the simulation time isn t very important for a project, the Interface can replace these tools.

6 Keywords: Integration, PSCAD , MATLAB , Joint simulation. ix Sum rio LISTA DE FIGURAS .. xi LISTA DE TABELAS .. xii CAP TULO 1 INTRODU O .. 1 CAP TULO 2 HIST RICO E JUSTIFICATIVAS DE SOFTWARES UTILIZADOS E AQUISI ES .. 5 CONSIDERA ES INICIAIS .. 5 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA DOS SOFTWARES .. 6 HIST RICO DO PROCESSO DE AQUISI O E INSTALA O DE SOFTWARES PARA A Interface .. 7 CONSIDERA ES FINAIS .. 14 CAP TULO 3 DESCRI O E INSTALA O DOS COMPONENTES NECESS RIOS PARA A COMPLETA INTEGRA O ENTRE OS SOFTWARES .. 16 CONSIDERA ES INICIAIS .. 16 PROCESSO DE INSTALA O DE TODOS OS COMPONENTES .. 16 CONFIGURA ES E SOLU O DE PROBLEMAS .. 19 Verifica o das vari veis de ambiente .. 21 Verificar reconhecimento do PSCAD .. 22 Verifica o da instala o do 22 Verifica o do arquivo .. 23 Verifica o da vers o do Microsoft Visual Studio.

7 24 Contato com Suporte T cnico .. 25 Configura es de integra o.. 25 CONSIDERA ES FINAIS .. 27 CAP TULO 4 FERRAMENTAS E M TODOS DE INTEGRA O ENTRE OS 29 CONSIDERA ES INICIAIS .. 29 UTILIZA O DE ARQUIVOS DO MATLAB .. 30 PSCAD .. 30 Blocos de Componentes .. 31 Par metros .. 33 Script .. 36 Computations .. 36 Branch .. 37 Fortran .. 38 INTEGRA O PSCAD M-FILE .. 38 PSCAD .. 39 M-FILE .. 43 Exemplo 1 Resultados e coment rios .. 44 INTEGRA O PSCAD SIMULINK .. 46 PSCAD .. 46 SIMULINK .. 47 x Exemplo 2 Resultados e coment rios .. 48 EXEMPLO PSCAD SUPPORT, DESENVOLVIDO PELO SUPORTE T CNICO .. 50 CONSIDERA ES FINAIS .. 54 CAP TULO 5 CONCLUS ES .. 55 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS .. 57 AP NDICE A AUX LIO DO SUPORTE T CNICO DO SOFTWARE PSCAD VIA E-MAILS .. 58 AP NDICE B C DIGO DESENVOLVIDO EM FORTRAN PARA PSCAD PARA EXEMPLO 1.

8 78 AP NDICE C C DIGO DESENVOLVIDO NO M-FILE PARA EXEMPLO 1 .. 80 AP NDICE D C DIGO DESENVOLVIDO EM FORTRAN PARA PSCAD PARA EXEMPLO 2 .. 82 ANEXO A INTEGRA O MATLAB PSCAD .. 84 ANEXO B C DIGO EM FORTRAN PARA PSCAD PARA EXEMPLO DO SUPORTE T CNICO .. 89 xi Lista de Figuras Figura - Exemplo de comunica o entre softwares .. 3 Figura - Aplicativo 9 Figura - VMWare Player - Emula o de M quinas Virtuais .. 13 Figura - Fluxograma Instala o .. 19 Figura - Localiza o Workspace Settings .. 20 Figura Workspace Settings - Compilador em uso .. 21 Figura - FortranMedic - Vers es do PSCAD Instaladas .. 22 Figura - FortranMedic - Verifica o do compilador .. 23 Figura - FortranMedic - Verifica o do .. 24 Figura - FortranMedic - Vers es do Visual Studio .. 24 Figura - Workspace Settings - MATLAB .. 26 Figura - Erro gerado pela falta do 27 Figura - Fluxograma - Solu o de erros.

9 28 Figura - Funcionamento da 29 Figura - Link projeto - bibliotecas MATLAB .. 31 Figura - New Component - Criar um novo componente .. Erro! Indicador n o definido. Figura - Cria o de novo componente .. 32 Figura - Defini o da fun o de 32 Figura - Retornar ao modo de constru o de circuito .. Erro! Indicador n o definido. Figura - Configura es de porta de conex o .. 34 Figura - Parameters - Configura o de campo de 35 Figura - Parameters - Configura o de caixa de 35 Figura - Segment Manager .. 36 Figura - Exemplo de utiliza o de Branch .. 38 Figura - Exemplo 01 Circuito para integra o .. 39 Figura - Exemplo M-File - Componente de integra o ao MATLAB no PSCAD .. 39 Figura - Exemplo M-File - Par metros do componente de integra o .. 40 Figura - Exemplo M-File - Sistema completo .. 41 Figura - Exemplo 1 - PSCAD - Simula o completa.

10 45 Figura - Exemplo 1 - MATLAB Gr ficos obtidos na simula o 45 Figura - SIMULINK - Bloco de leitura de dados .. 47 Figura - Exemplo 2 - Circuito SIMULINK .. 47 Figura - SIMULINK - Configura es de Par metros - Tempo de simula o .. 48 Figura - Exemplo 2 - Resultados .. 49 Figura - Exemplo de aumento de velocidade de simula o .. Erro! Indicador n o definido. Figura - Exemplo Support - Circuito .. 50 Figura - Exemplo Support - Controles e Componente de Interface com o SIMULINK .. 51 Figura - Exemplo Support - Par metros do componente de integra o .. 51 Figura - Exemplo Support - Sistema no SIMULINK .. 53 Figura - Exemplo Support - Sistema simulado - PSCAD .. 53 xii Lista de Tabelas Tabela - Compatibilidade Windows7/ PSCAD V4 - MATLAB .. 11 1 1 Cap tulo 1 Introdu o Na engenharia, modelos de projetos s o comumente desenvolvidos a fim de criar um novo produto, servi o ou processo (DUARTE e AVELAR, 2010).