O aplicativo ANAFAS (Análise de Faltas Simultâneas), desenvolvido pelo CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica) e patrocinado pela Eletrobrás e suas concessionárias, é uma ferramenta computacional utilizada em modo não-interativo com o propósito de efetuar a análise de faltas em sistemas elétricos de potência. Todos os softwares do CEPEL possuem licença específica para uso, regulamentada pelo Departamento de Sistemas Elétricos (DSE-CEPEL).
ANAFAS-GUIO ANAFAS-GUI é uma nova interface gráfica para o ANAFAS, desenvolvido para plataforma Java Standard Edition, com propósitos acadêmicos. Em hipótese alguma, o ANAFAS-GUI, desenvolvido durante o meu estágio e licenciado pela GNU General Public License, poderá ser distribuído em conjunto com o ANAFAS (de responsabilidade de seus respectivos autores) devido à incompatibilidade entre as licenças de uso. Caso deseje obter o código-fonte dessa ferramenta, entre em contato.
Execução em modo BATCH
Devido sua interface com o usuário não-intuitiva e desatualizada, outros programas do próprio CEPEL, como o SAPRE e o ANAQUALI, disponibilizam uma interface gráfica ao usuário e integram-se ao ANAFAS através de sua execução em modo “batch”.
O modo “batch” do ANAFAS consiste na sua execução de forma não-interativa com os parâmetros para a simulação fornecidos em um arquivo com extensão INP, cujas especificações de formatação estão documentadas em (CEPEL, 2007) e os resultados salvos em um arquivo com extensão OUT, cujas especificações não são documentadas.
Essa alternativa não-interativa destinada à comunicação com outros aplicativos através de arquivos de texto é comum em softwares antigos e desaconselhável de acordo com (Spell, 2005), pois compreende intenso processamento de texto resultando na degradação do desempenho computacional e baixa confiabilidade.
Desempenho computacional e numérico
Do ponto de vista computacional, o ANAFAS apresenta inúmeras desvantagens. Além da comunicação inter-processos (IPC, Inter-Process Communication) supracitada, o aplicativo não permite múltiplas instâncias de execução impossibilitando a utilização otimizada dos recursos computacionais: arquiteturas com vários núcleos e o compartilhamento entre processamento de dados pelo processador e o seu armazenamento no disco rígido, gerenciados pelo sistema operacional (o software não emprega multi-processamento internamente).
De acordo com os autores (Goetz, et al., 2006), essas características tornam o aplicativo inutilizável em aplicações de alta performace diante os novos paradigmas de desenvolvimento de processadores.
Entretanto, do ponto de vista numérico; o software possui uma boa implementação dos algoritmos de técnicas de esparsidade e de fatorização triangular otimizada de grandes matrizes possibilitando a análise de um sistema elétrico com milhares de barras e circuitos em poucos segundos. Por se tratar de uma solução direta (linear), não ocorrem problemas de convergência como nos estudos de fluxo de potência.
Conforme a documentação disponível (CEPEL, 2007),
“A metodologia utilizada combina a representação em componentes de seqüência para o sistema balanceado com a representação trifásica para a parte desbalanceada do sistema (defeito). Essa combinação permite a representação acurada de faltas assimétricas simultâneas e MOVs em um algoritmo de solução geral, sem comprometimento da eficiência computacional.”
Considerando-se que o código-fonte do ANAFAS é proprietário e fechado, esses algoritmos não podem ser analisados, alterados ou testados utilizando-se metodologias de testes unitários automatizados.
Aspectos funcionais
O ANAFAS permite a modelagem no domínio da freqüência de diversos tipos de faltas simultâneas (faltas compostas) aplicadas sobre barras e/ou pontos intermediários de linhas de transmissão. Até a versão 4.4, não há a possibilidade de múltiplas simulações de curtos-circuitos deslizantes com impedância de falta, principal motivo para o desenvolvimento do ANAFAS-GUI.
Os defeitos que podem ser simulados são curtos-circuitos com ou sem impedância de falta, abertura e remoção de circuitos.
A modelagem do sistema elétrico pode incluir os seguintes elementos e parâmetros:
- Carregamento pré-falta,
- Capacitância de linhas de transmissão,
- Cargas (impedância constante),
- Elementos shunt,
- Defasamento angular e relação de transformação de transformadores
A principal fonte de dados para a simulação do sistema elétrico interligado brasileiro são os arquivos de dados com extensão ANA, mantidos pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) e distribuídos em conjunto com o ANAFAS. A especificação de formatação desse tipo de arquivo é documentada (CEPEL, 2007) e consiste em uma formatação de campo fixo muito limitante, desatualizada e pouco confiável, tornando a base de dados susceptível à corrupção de dados e erros de digitação.
Associado aos arquivos de dados ANA, cada concessionária mantém um arquivo de alteração de dados com extensão ALT para a simulação de seus respectivos sub-sistemas não inclusos no arquivo ANA citado previamente.
Além disso, há a possibilidade dos seguintes cálculos auxiliares:
- Equivalentes para curto-circuito,
- Estudo de superação de disjuntores, e
- Evolução do nível de curto-circuito.