Análise de Sistemas Elétricos de Potência
Undergraduate course, Federal University of Ceara, Department of Electrical Engineering, 2025
Dias e Horários da Disciplina
No semestre de 2025.1 a disciplina de ASP será ofertada presencialmente às segundas e quartas no horário de 16:00 as 18:00.
Descrição do Curso
O curso de Análise de Sistemas de Potência (ASP) tem por objetivo habilitar os estudantes a compreender conceitos teóricos fundamentais e aplicá-los na realização de estudos em redes elétricas, especificamente em estudos de curto-circuito e fluxo de carga.
Inicialmente serão apresentadas as ferramentas matemáticas e conceitos teóricos essenciais na realização das análises e estudos propostos, consolidando conhecimentos de outras disciplinas importantes do curso de engenharia elétrica, como análise de circuitos elétricos em corrente alternada, máquinas elétricas e transmissão de energia elétrica.
Na segunda parte da disciplina serão apresentados conceitos relacionados à:
- Cálculo de curto-circuito equilibrado em redes elétricas;
- Teoria de componentes simétricas; e
- Cálculo de curto-circuito desequilibrado em redes de elétricas.
Ao final, a teoria de fluxo de carga em redes elétricas é apresentada, com aprofundamento em quatro métodos de cálculo principais:
- Gauss-Seidel
- Newton-Rhapson
- Método Desacoplado Rápido
- Método Equivalente CC
Bibliografia Básica Adotada no Curso
- Glover and Sarma. Power System Analysis and Design: 2020.
- Stevenson and Grainger. Power Systems Analysis: 1994;
- Zimmerman and Murillo-Sanchez. Matpower User’s Manual, v.8.0b1: 2022;
- Alexandra Von Meier. Electric Power Systems: A Conceptual Introduction: 2006;
- Kinderman. Principios de Cálculo de Curto-Circuito: 2005.
- Tancredo Borges. Análise de Sistemas de Potência. 2005.
Ementa
Parte 1
- 1.1 Introdução aos sistemas elétricos de potência (SEP).
- 1.3 Conceitos Básicos de sistemas elétricos trifásicos e em corrente alternada;
- 1.2 Modelos dos componentes do SEP: Modelo das Linhas de Transmissão, Modelo dos Transformadores, Modelo de Geradores, Modelo de Cargas.
- 1.3 Sistema em por unidade.
- 1.4 Modelo de redes elétricas em regime permanente.
Parte 2
- 2.1 Curto-circuito.
- 2.2 Fenômenos elétricos.
- 2.3 Componentes simétricas.
- 2.4 Estudo de tipos de curto-circuito.
- 2.5 Comportamento de motores síncronos e assíncronos.
- 2.6 Contribuição ao curto circuito de fontes com conversores eletrônicos.
- 2.7 Capacidade de curto-circuito de uma barra.
Parte 3
- 3.1 Fluxo de carga.
- 3.2 Formulação matemática do fluxo de carga.
- 3.3 Métodos de solução de fluxo de carga: Gauss e Gauss-Seidel, Newton-Raphson, Desacoplado rápido, Equivalente CC
- 3.4 Cálculo do estado da rede elétrica em regime permanente.
Avaliações e Atividades
Serão realizadas 3 APs no decorrer da disciplina, com as datas mais prováveis listadas na sessão de Cronograma.
Os Conteúdos das APs serão:
- AP1: Conceitos Básicos de análise de SEP
- AP2: Estudo e Cálculo de Curto-Circuito
- AP3: Estudo e Algoritmos de Fluxo de Carga
Obs.: A AP3 é obrigatória e ao final do semestre a menor das três notas será descartada.
Serão realizados dois trabalhos computacionais ao longo da disciplina:
A nota final será composta de 70% das APs e 30% dos trabalhos computacionais.
Além desses instrumentos de avaliação poderão ser realizadas listas de exercícios valendo 1,0 pt em cada AP e seminários temáticos espaçados ao longo da disciplina.
Atividades Complementares
Lista de Exercícios
- Questões sobre Conceitos Básicos de SEP: 2.2, 2.8, 2.9, 2.10, 2.14, 2.19, 2.23, 2.30, 2.35, 2.40, 2.42, 2.47.
- Questões sobre Transformadores: 3.2, 3.4, 3.10, 3.14, 3.20, 3.22, 3.25, 3.28, 3.37, 3.43, 3.64.
- Questões sobre Linhas de Transmissão: 5.2, 5.3, 5.14, 5.15, 5.23, 5.26, 5.27, 5.38, 5.39, 5.46
Cronograma
| # | Data | Conteúdo Programado |
|---|---|---|
| 1 | 31/03/25 | Não haverá aula |
| 2 | 02/04/25 | Apresentação da disciplina e Introdução ao SEP |
| 3 | 07/04/25 | Introdução ao SEP e Conceitos Básicos de Sistemas Elétricos - Fasores e Potência Elétrica Complexa |
| 4 | 09/04/25 | Conceitos Básicos de Sistemas Elétricos - Fator de Potência, Equações de Rede e Sistemas Trifásicos |
| 5 | 14/04/25 | Conceitos Básicos de Sistemas Elétricos - Fator de Potência, Equações de Rede e Sistemas Trifásicos |
| 6 | 16/04/25 | Modelos de Transformadores e Sistema em Por Unidade |
| 7 | 21/04/25 | Feriado Tiradentes |
| 8 | 23/04/25 | Modelos de Transformadores e Sistema em Por Unidade |
| 9 | 28/04/25 | Modelos de Transformadores e Sistema em Por Unidade |
| 10 | 30/04/25 | Modelos de Transformadores e Sistema em Por Unidade |
| 11 | 05/05/25 | Modelos de Linhas de Transmissão e sua operação em regime permanente. |
| 12 | 07/05/25 | Modelos de Linhas de Transmissão e sua operação em regime permanente. |
| 13 | 12/05/25 | Modelos de Linhas de Transmissão e sua operação em regime permanente. |
| 14 | 14/05/25 | Modelos de Linhas de Transmissão e sua operação em regime permanente. |
| 15 | 19/05/25 | AP1 |
| 16 | 21/05/25 | Aula de Laboratório |
| 17 | 26/05/25 | Curto Circuito Equilibrado |
| 18 | 28/05/25 | Curto Circuito Equilibrado |
| 19 | 02/06/25 | Curto Circuito Equilibrado |
| 20 | 04/06/25 | Componentes Simétricas e Curto Circuito Desequilibrado |
| 21 | 09/06/25 | Componentes Simétricas e Curto Circuito Desequilibrado |
| 22 | 11/06/25 | Componentes Simétricas e Curto Circuito Desequilibrado |
| 23 | 16/06/25 | Componentes Simétricas e Curto Circuito Desequilibrado |
| 24 | 18/06/25 | AP 2 |
| 25 | 23/06/25 | Aula de Laboratório |
| 26 | 25/06/25 | Fluxo de Carga: Conceitos Iniciais |
| 27 | 30/06/25 | Fluxo de Carga: Conceitos Iniciais |
| 28 | 02/07/25 | Fluxo de Carga: Gauss-Seidel e Newton Raphson |
| 29 | 07/07/25 | Fluxo de Carga: Gauss-Seidel e Newton Raphson |
| 30 | 09/07/25 | Fluxo de Carga: Gauss-Seidel e Newton Raphson |
| 31 | 14/07/25 | Fluxo de Carga: Desacoplado Rápido e Equivalente CC |
| 32 | 16/07/25 | Fluxo de Carga: Desacoplado Rápido e Equivalente CC |
| 33 | 21/07/25 | Aula de Laboratório |
| 34 | 23/07/25 | Aula de Laboratório |
| 35 | 28/07/25 | AP 3 |
| 36 | 30/07/25 | Livre |
| 37 | 01/08/25 | Término do Semestre |
| 38 | 02/08/25 | Início do período de AFs |
| 39 | 08/08/25 | Término do período de AFs |
| 40 | 09/08/25 | Último dia para postagem das notas no SIGAA |
Obs: O cronograma está sujeito à alterações.
Material Disponibilizado
Todo o material do curso (slides, scripts de programação e jupyter-notebooks) está disponibilizado no repositório GitHub acessível por meio deste link e pelo canal de Telegram com link a ser disponibilizado via SIGAA.