A principal motivação para o desenvolvimento do programa AnaHVDC é o aumento do número de elos de corrente contínua no Sistema Interligado Nacional (SIN). A transmissão em corrente contínua já representa uma parcela importante da rede de transmissão do SIN. A presença de seis bipolos HVDC, convergindo para a região Sudeste do Brasil, configura o esquema conhecido como “múltiplas alimentações em corrente contínua” (DC multi-infeed), que demanda uma avaliação minuciosa e precisa do desempenho dinâmico do SIN devido à complexidade de operação que o sistema DC adiciona. O estudo da ocorrência de falhas de comutação simultâneas, causadas por contingências na rede de transmissão, torna-se essencial, por exemplo, para antecipar medidas mitigadoras que evitem consequências negativas para o desempenho do sistema.

Dentre os estudos envolvendo a dinâmica dos elos de corrente contínua, podemos destacar os de estabilidade transitória, que utilizam principalmente o programa  ANATEM, e os de desempenho dinâmico, que utilizam principalmente o programa PSCAD.

Nos estudos de estabilidade transitória, o foco é a verificação da estabilidade eletromecânica do sistema, considerando os transitórios de baixa frequência. Nestes estudos, os milhares de barramentos do SIN, com todos os seus componentes, são representados no modelo. A rede de transmissão é considerada de forma estática, ou seja, sem representação de seus transitórios eletromagnéticos. No entanto, há uma grande dificuldade na análise do fenômeno de falha de comutação, pois ele é bastante dependente das formas de onda nas válvulas do elo HVDC, e estas formas de onda não podem ser precisamente determinadas utilizando-se a modelagem de baixa frequência das simulações de estabilidade transitória.

Por outro lado, os estudos do desempenho dinâmico de elos HVDC, realizados no PSCAD, permitem a obtenção das formas de onda das válvulas de elos HVDC e, consequentemente, poderiam ser utilizados para verificação de falhas de comutação. Nestes estudos, a dificuldade é outra: a modelagem do SIN completo considerando todos os componentes da rede elétrica, principalmente das máquinas síncronas e sistemas de controle, no mesmo grau de detalhamento de um programa de estabilidade.

Para sanar estas dificuldades na análise do desempenho dinâmico de múltiplos elos HVDC, o Cepel vem desenvolvendo o programa AnaHVDC. Neste desenvolvimento, é utilizada a linguagem computacional C++, que possui todos os elementos de uma linguagem computacional moderna e cujos compiladores C++ produzem códigos de máquina eficientes, incluindo funções para processamento paralelo.

Os modelos dos diversos componentes do sistema de potência são modulares e integram uma matriz de admitância nodal da rede elétrica de transmissão. Eles podem ser fixos, no caso de elementos lineares, ou iterativos para os elementos não lineares. Os sistemas de controle também são resolvidos de forma modular e independente. Um dos objetivos da estrutura computacional modular criada é facilitar a utilização de processamento paralelo.

O AnaHVDC utiliza uma modelagem por fasores dinâmicos (que são, fundamentalmente, fasores variantes no tempo), da mesma forma que os fasores presentes nos programas de simulação de transitórios eletromecânicos, como o  ANATEM. A grande diferença entre esses fasores é que no AnaHVDC estão incluídos os transitórios eletromagnéticos, inclusive das ondas trafegantes em linhas de transmissão.

Em uma rede CA sem a presença de elementos não lineares, as variáveis (tensão ou corrente) são puramente senoidais em regime permanente. Na modelagem fasorial, tais variáveis são representadas por fasores constantes. Quando são aplicados distúrbios, estas grandezas variam transitoriamente e, desde que o sistema seja estável, atingirão um novo regime permanente senoidal. Nesta variação, percebe-se que, de fato, os fasores variam no tempo, justificando a nomenclatura. O equacionamento dos diversos componentes de rede de transmissão pode ser feito sem perda de precisão em função dos fasores, em vez de ser executado em função de seus valores instantâneos.

No caso da presença de elementos não lineares, haverá harmônicos. Portanto, as tensões e correntes do sistema serão grandezas periódicas que podem ser representadas por uma soma harmônica de termos senoidais. Neste caso, além do fasor fundamental, haverá a presença de fasores harmônicos. Da mesma forma que no caso linear, os fasores fundamental e harmônicos em regime permanente serão constantes. Após aplicado um distúrbio, estes fasores passarão a variar no tempo durante o transitório, até se tornarem constantes, desde que o sistema seja estável. A consideração da dinâmica dos fasores harmônicos característicos permite a obtenção de modelos bastante precisos, equivalentes aos resultantes de uma simulação em um programa convencional de transitórios eletromagnéticos, como o ATP ou PSCAD.

Entre os diversos recursos do AnaHVDC estão a possibilidade de considerar a modelagem completa do sistema de potência, com todos os componentes representados em um estudo de estabilidade e, também, os transitórios eletromagnéticos. O AnaHVDC utiliza modelos válidos para altas frequências com modelagem fasorial sem perda de precisão na representação dos transitórios eletromagnéticos. Possui inicialização automática, análoga à do ANATEM, utilizando como ponto de partida o arquivo de fluxo de potência do ANAREDE. Boa parte dos dados dinâmicos é lida diretamente da base de dados do ANATEM, em especial os controladores definidos pelo usuário (CDU). Os dados de sequência zero, para simular a aplicação de curtos-circuitos fase-terra, são lidos do arquivo do ANAFAS. Outro importante recurso é a obtenção das formas de onda das válvulas de elos HVDC que permitem a representação de falhas de comutação.

Com o AnaHVDC, também é possível a realização de estudos de transitórios eletromagnéticos de manobra, como energização de linhas de transmissão, rejeição de carga, religamento tripolar e monopolar de linhas de transmissão, energização de transformadores e tensão de restabelecimento transitória.

A adoção do AnaHVDC se traduz em ganhos tanto na redução do esforço das equipes na preparação das bases de dados dos estudos, eliminando, por exemplo, a necessidade da criação de redes equivalentes, quanto na eliminação de imprecisões, por exemplo na representação das falhas de comutação.