El·laboració d’un programa de càlcul dels camps elèctric i magnètic de les línies de transport d’energia elèctrica i obtenció de l’atenuació òptima

Manual del programa Pág. 1 Sumari SUMARI....................................................................................................................................................................1 TAULA DE FIGURES............................................................................................................................................3 A. MANUAL DEL PROGRAMA......................................................................................................................4 A.1 I NTRODUCCIÓ ...........................................................................................................................................4 A.2 I NSTAL · LACIÓ ............................................................................................................................................5 A.3 U S DEL PROGRAMA ...................................................................................................................................7 A.3.1. Interfície gràfica del programa......................................................................................................7 A.3.2. Creació d’un projecte.....................................................................................................................9 A.3.3. Configuració de l’entorn del projecte..........................................................................................10 A.3.4. Afegir elements al projecte...........................................................................................................17 A.4 O BTENCIÓ DE RESULTATS .......................................................................................................................26 A.4.1. Representació en l’espai...............................................................................................................27 A.4.2. Gràfics d’alçada...........................................................................................................................30 A.4.3. Atenuació......................................................................................................................................31 A.5 M ANIPULACIÓ D ’ ARXIUS ........................................................................................................................32 A.6 D ESINSTAL · LACIÓ ...................................................................................................................................34 B. ESTRUCTURACIÓ DEL PROGRAMA ..................................................................................................35 B.1 D IAGRAMES ............................................................................................................................................36 B.1.1. Diagrama de formularis...............................................................................................................36 B.1.2. Diagrama de classes.....................................................................................................................38 C. IMPACTE AMBIENTAL............................................................................................................................45 C.1 I MACTE DEL PROJECTE ............................................................................................................................45 C.2 I MPACTE DE L ’ ÚS DE L ’ EINA INFORMÀTICA CREADA ..............................................................................45 D. PRESSUPOST I ANÀLISI DE VIABILITAT..........................................................................................46 D.1 A NÀLISI DE VIABILITAT ...........................................................................................................................47 D.1.1. Preus unitaris................................................................................................................................47 D.1.2. Pressupost.....................................................................................................................................47 D.1.3. Viabilitat .......................................................................................................................................48 D.2 C ONCLUSIONS .........................................................................................................................................49 Pág. 2 Anexe 1 Manual del programa Pág. 3 Taula de figures F IGURA A-1 I NSTAL · LACIÓ 1........................................................................................................................................5 F IGURA A-2 I NSTAL · LACIÓ 2........................................................................................................................................6 F IGURA A-3 I NSTAL · LACIÓ 3........................................................................................................................................7 F IGURA A-4 I NSTAL · LACIÓ 4........................................................................................................................................7 F IGURA A-5 F INESTRA PRINCIPAL ................................................................................................................................8 F IGURA A-6 F INESTRA DE PROJECTE .........................................................................................................................10 F IGURA A-7 C ONFIGURACIÓ : À REA DE REPRESENTACIÓ ............................................................................................11 F IGURA A-8 C ONFIGURACIÓ : P ALETA DEN . FLUX MAGNÈTIC .....................................................................................12 F IGURA A-9 C ONFIGURACIÓ : P ALETA CAMP ELÈCTRIC ..............................................................................................13 F IGURA A-10 C ONFIGURACIÓ : G RÀFICS D ’ ALÇADA ...................................................................................................14 F IGURA A-11 C ONFIGURACIÓ : C ONFIGURACIÓ OPTIMITZACIÓ ..................................................................................15 F IGURA A-12 C ONFIGURACIÓ : C ONFIGURACIÓ AVANÇADA .......................................................................................16 F IGURA A-13 N OVA L ÍNIA (T RIFÀSICA DIRECTA )........................................................................................................18 F IGURA A-14 N OVA L INIA :T RIFÀSICA .........................................................................................................................20 F IGURA A-15 A FEGIR NOU CONDUCTOR ....................................................................................................................21 F IGURA A-16 L ÍNIA P LANA ........................................................................................................................................22 F IGURA A-17 L ÍNIA V ERTICAL O BANDERA .................................................................................................................22 F IGURA A-18 L ÍNIA DOBLE VERTICAL ........................................................................................................................23 F IGURA A-19 L ÍNIA EN DOBLE TRIANGLE ...................................................................................................................23 F IGURA A-20 A LÇADA DE CÀLCUL .............................................................................................................................24 F IGURA A-21 A FEGIR CONDUCTOR : V ARIABLES A O PTIMITZAR ..................................................................................25 F IGURA A-22 A FEGIR NOU CONDUCTOR : C ONDUCTORS DE RETORN .........................................................................26 F IGURA A-23 D ENSITAT DE FLUX MAGNÈTIC .............................................................................................................27 F IGURA A-25 U S DEL MENÚ CONTEXTUAL .................................................................................................................29 F IGURA A-26 R ESULTAT DE LA INSERCIÓ DE MARQUES ..............................................................................................29 F IGURA A-27 G RÀFICS D ’ ALÇADA .............................................................................................................................30 F IGURA A-28 O PTIMITZAR .........................................................................................................................................31 F IGURA A-29 C ÀLCUL DEL VALOR ÒPTIM ..................................................................................................................32 F IGURA A-30 G UARDAR UN ARXIU .............................................................................................................................33 F IGURA B-1 D IAGRAMA DE FORMULARIS ...................................................................................................................36 F IGURA B-2 D IAGRAMA DE CLASSES ..........................................................................................................................38 F IGURA B-3 F UNCIONAMENT DEL MÈTODE O PTIMITZA ............................................................................................43 Pág. 4 Anexe 1 A. Manual del programa A.1 Introducció El programa CampCalc permet el càlcul i representació del camp elèctric i de la densitat de flux magnètic generats per una línia de transport d’energia elèctrica. L’usuari trobarà en aquest manual tot el necessari per instal·lar, utilitzar i desinstal·lar el programa si s’escau. El càlcul del camp magnètic, doncs, es pren com estimació de la densitat de flux magnètic, la qual es calcula per aplicació directa de la Llei de Biot-Savart. El càlcul del camp elèctric es realitza mitjançant el càlcul dels potencials de cada conductor i aplicant la teoria de les imatges, de manera que el cas del camp elèctric només és vàlid per a línies aèries. Això no representa cap inconvenient, doncs donats els elements constitutius de les línies soterrades, els camps elèctrics queden atenuats abans d’arribar a la superfície. La representació tant del camp elèctric com de la densitat del flux magnètic es realitzarà en el pla transversal a la línia de transport d’energia elèctrica. El nombre de línies a representar no té cap límit, per bé que un major nombre de línies farà que el programa vagi més lent. Cal tenir en compte que totes les línies han d’anar paral·leles i transversals al pla de representació. El programa no té en compte els efectes d’elements que hi pugui haver en l’entorn, com poden ser edificis, línies de tren, o altres elements arquitectònics. El programa també te una opció per trobar els conductors addicionals per tal de mitigar la densitat de flux magnètic en un àrea desitjada. Tret que no s’indiqui el contrari, els valors de camp elèctric vindran donades en unitats de kV/m Tret que no s’indiqui el contrari, els valors de densitat de flux magnètic vindran donats en unitats de T. Tret que no s’indiqui el contrari, els valors de flux magnètic sobre l’àrea d’optimització vindran donats en unitats de Wb. Manual del programa Pág. 5 A.2 Instal·lació El programa es composa de dos arxius, CampCalc.msi i setup.exe. Per començar la instal·lació cal executar setup.exe i s’iniciarà el procés d’instal·lació. Figura A-1 Instal·lació 1 L’usuari ha d’anar seguint les instruccions que apareixen als formularis. El programa demanarà una ubicació de destí per al programa. També ofereix la possibilitat de ser instal·lat per a un sol usuari o per a tots els usuaris d’un ordinador en sistemes multi-usuari. Pág. 6 Anexe 1 Figura A-2 Instal·lació 2 Un cop tenim les opcions desitjades, es continuarà amb la instal·lació. Manual del programa Pág. 7 Figura A-3 Instal·lació 3 Un cop s’hagi completat la instal·lació correctament, ens apareixerà el missatge final: Figura A-4 Instal·lació 4 Arribats en aquest punt, el programa Camps ja ha està completament instal·lat i es pot executar a través del menú o dels arxius drecera. Per desinstal·lar el programa, només cal seguir les opcions del sistema operatiu. En el cas d’utilitzar alguna versió de Windows ® , caldrà anar al “pannell de control”, i a la secció “Afegir o treure programes” seleccionar CampCalc i es procedirà a la desinstal·lació. A.3 Us del programa A.3.1. Interfície gràfica del programa Un cop arrencat el programa, des del menú d’inici o des d’un arxiu drecera, apareix en pantalla la finestra principal: Pág. 8 Anexe 1 Figura A-5 Finestra principal Aquesta finestra està dividida en varies regions: • Menú principal  a la part superior, permet interactuar amb el programa, crear nous projectes, afegir-hi noves línies. Cal esmentar que aquest canvia lleugerament en crear un projecte. Es comentarà més endavant • Àrea principal  és la regió més àmplia de la finestra. En aquesta, s’obren els nous projectes, i és on es poden veure representats el camp elèctric i la densitat de flux magnètic. • Explorador de projectes  a la part superior esquerra, hi ha un diagrama d’arbre. En el primer nivell estan els projectes oberts. Si es clica amb el botó dret, es te l’opció de tancar el projecte. En el segon nivell i depenent dels projectes oberts, es troben les línies afegides al projecte segons els noms que s’hagin donat (es veurà més endavant). Si es clica amb el botó dret del ratolí, es pot activar o desactivar la línia (per veure els efectes amb la línia o sense) o fins i tot es pot Manual del programa Pág. 9 eliminar la línia sencera. En un tercer nivell i depenent de les línies, estan els conductors de cada línia. Per defecte, s’anomenaran R, S o T. En el cas que es vulguin tenir conductors addicionals, es pot aconseguir a través del menú de projecte (es veurà més endavant). • Paleta gràfica  a la part esquerra quan es representen els camps, en aquesta regió està la paleta de colors amb els valor de camp elèctric (en kV/m) o de densitat de flux magnètic ( en T). • Barra d’estat  a la part inferior, un cop s’ha representat el camp elèctric o la densitat de flux magnètic, es pot veure com, segons la posició del cursor, s’obté la coordenada del punt en l’espai, el valor de densitat de flux magnètic i el valor de camp elèctric en aquest punt. A la part inferior esquerra, es veu el progrés dels càlculs A.3.2. Creació d’un projecte Al menú de projectes existeixen les opcions següents: • Nou  permet crear un nou projecte • Obrir...  permet obrir un projecte guardat prèviament • Guardar...  permet guardar el projecte actiu • Guardar com ...  permet guardar el projecte actiu amb un altre nom • Sortir  permet sortir del programa Com es pot veure, les opcions són molt intuïtives. En crear un projecte nou, el sistema demana un nom per al projecte. Per defecte, s’utilitza aquest nom, per guardar l’arxiu del projecte en disc. En crear o obrir un projecte, immediatament s’obre una nova finestra a l’àrea principal. Aquesta finestra és la de projecte. Amb aquesta, s’amplia la barra de menú, on hi ha: • Elements  és el menú per entrar dades al projecte. A través de les seves opcions es pot configurar el projecte i afegir-hi noves opcions. Pág. 16 Anexe 1 Figura A-12 Configuració: Configuració avançada Amb el nombre d’individus es busca un compromís entre eficiència i efectivitat. Amb més individus més bo serà el resultat de l’optimització, i amb menys individus més ràpid trobarà el resultat de l’optimització. Es poden escollir un dels següents dos mètodes per tal de fer la selecció dintre de l’algorisme: Stochastic universal sampling o Sthochastic sampling with replacement. Es recomana usar el primer (opció per defecte). Variant la probabilitat d’encreuament i de mutació es pot variar la diversitat de les poblacions i fer que l’algorisme evolucioni més ràpidament o per el contrari evitar que s’estanqui en un òptim local. El coeficient d’escalat es fa servir per homogeneïtzar els resultats de cada individu de cara a valorar les seves possibilitats de reproducció. La convergència de l’algorisme es determina quan la bondat de la mitjana de la població es propera en un percentatge a la solució del millor individu de la mateixa població. A major percentatge, més trigarà en acabar l’algorisme ja que tots els individus han de tenir una solució molt semblant a la del millor individu. Manual del programa Pág. 17 Una combinació inadequada d’aquests paràmetres pot fer que l’algorisme no acabi de convergir mai. Es recomana per tant deixar els valors per defecte, que sempre es poden recuperar amb el botó Valors per defecte. A.3.4. Afegir elements al projecte Els elements amb què treballa un projecte són conductors. Aquests aniran agrupats en línies (per línia de transport d’energia elèctrica). Per facilitar l’entrada de dades, s’han creat quatre opcions més una que comentem a continuació • Nova línia (trifàsica directa) • Nova línia (trifàsica inversa) • Nova línia (trifàsica homopolar) • Nova línia (trifàsica) • Nou conductor Com podrà observar l’usuari, les quatre primeres opcions són molt similars. En efecte, per tal de facilitar l’ús del programa, es tindrà en compte si el sistema d’alimentació de la línia és simètric i equilibrat directe, simètric equilibrat invers o homopolar. En el cas directe i invers, l’usuari només ha d’introduir les dades relatives al primer conductor (R), mentre que les tensions i intensitats dels altres dos conductors (S i T) es calcularan automàticament. En el cas homopolar, la tensió dels tres conductors està en fase, i el mateix passa amb la intensitat. En el quart cas, no es hi ha cap limitació, de manera que l’usuari ha d’emplenar totes les caselles amb les dades que disposi. En el darrer cas, que es veurà més endavant, només s’afegeix un únic conductor. Pág. 18 Anexe 1 Figura A-13 Nova Línia (Trifàsica directa) El formulari que apareix en qualsevol dels quatre casos (trifàsica directa, trifàsica inversa, trifàsica homopolar i trifàsica) és el mateix, per bé les opcions estaran limitades segons quina hagi estat la selecció de l’usuari.. Al formulari, hi podem distingir els següents elements: • Diagrama de la línia  a la part esquerra del formulari, es tracta de diagrames que esquematitzen la situació dels conductors. Per evitar d’introduir les coordenades de tots els conductors, es pot simplificar-ho introduint els valors del diagrama a l’apartat Distàncies al gràfic. El programa calcularà automàticament les coordenades, que es poden veure a la regió Coordenades dels conductors. Es pot canviar d’esquemàtic utilitzant el selector que apareix a la part inferior dreta de la imatge • Dades de la línia  a la part superior, conté les dades dels conductors. Es pot introduir la tensió de línia o directament la tensió simple (en la majoria dels casos, ens donaran la tensió de línia). Pel què fa als valors de tensió simple i intensitats, s’han d’introduir els valors en forma de Manual del programa Pág. 19 fasors (mòdul i fase) en cas de tenir configurat el projecte amb format de dades polars, o bé la part real i la imaginaria, en cas contrari. Si la línia creada és trifàsica directe, o inversa, només s’han d’introduir els valors per al conductor R. S’ha d’assignar un nom a la línia, que és el que apareixerà a l’explorador de projectes. També s’han d’introduir el valor dels radis dels conductors (en mm). • Distàncies al gràfic  en aquesta regió es poden introduir les distàncies segons l’esquemàtic que hi hagi seleccionat. Les coordenades dels conductors es calcularan automàticament podent-se veure a la regió Coordenades dels conductors • Coordenades dels conductors  en aquesta regió es visualitzen les coordenades de cada conductor. Si es desitja, es poden introduir les coordenades directament. En el cas que l’usuari disposi de dades reals de la companyia elèctrica, és molt probable que no s’obtinguin aquests valors ideals. Per aquest motiu, es pot fer servir la quarta opció (Línia trifàsica) per a introduir els valors desitjats sense cap restricció. Pág. 20 Anexe 1 Figura A-14 NovaLinia:Trifàsica En aquest cas, l’usuari veurà que l’esquemàtic no estarà habilitat (no tindrà cap funció, i el selector de la part inferior dreta no respondrà a l’usuari) com tampoc ho estarà l’apartat distàncies al gràfic. L’usuari podrà introduir les coordenades de la línia directament. Pot optar a utilitzar una línia de doble circuit marcant la casella a la regió coordenades dels conductors. Pel què fa a l’apartat dades de la línia, no hi ha cap restricció, de manera que l’usuari té completa llibertat per introduir els valors que s’escaiguin. Finalment, la darrera opció, consisteix a anar introduint els conductors un a un. No és freqüent, però si que existeixen línies no trifàsiques (monofàsiques, per exemple). Manual del programa Pág. 21 Figura A-15 Afegir nou conductor Tot i que la disposició és diferent, les dades a introduir són pràcticament les mateixes, encara que en aquest cas no hi ha cap diagrama ni el programa autocalcula cap valor. Esmentarem que hi ha dues noves opcions que són el nom del conductor i la casella Conductor actiu. El nom es fa necessari, doncs si es vol representar una línia amb més de 3 fases, no ens podem limitar a R, S i T. Pel què fa a la casella conductor actiu, servirà per activar o desactivar conductors, de manera que es pugui veure què passa si “desapareix” un conductor sense que calgui esborrar-lo. Tipus d’esquemàtics Pel què fa als esquemàtics que es representen, en la present versió es donen les configuracions més habituals. Si la línia que es vol estudiar no es correspon amb els següents esquemàtics, l’usuari pot introduir les coordenades directament a la regió coordenades dels conductors. En properes versions es podrien incorporar nous esquemàtics si s’escau. Pág. 22 Anexe 1 En aquesta versió podem trobar els següents: Figura A-16 Línia Plana • Línia plana: consta de tres conductors en disposició horitzontal. Si el valor de b és diferent de 0, la línia deixa de ser plana i es converteix en una línia tipus delta. Es representa en gris la posició dels conductors si s’utilitza un valor positiu del paràmetre b. Figura A-17 Línia Vertical o bandera Manual del programa Pág. 23 • Línia vertical o bandera: Consta de tres conductors en disposició vertical. En gris, hi ha la posició dels conductors per a un valor del paràmetre a positiu. Figura A-18 Línia doble vertical • Línia doble vertical: consta de sis conductors, en dos circuits. Figura A-19 Línia en doble triangle Pág. 24 Anexe 1 • Línia en doble triangle: consta de sis conductors, en dos circuits. Nota sobre les alçades: Donat que el programa utilitza el model de conductor rectilini uniforme, l’usuari ha de tenir en compte que les alçades esmentades fan referència a la distància més elevada del terreny al punt més baix de la corba cadenaria que descriuen els conductors d’una línia de transport d’energia elèctrica: Figura A-20 Alçada de càlcul Configuració dels paràmetres a optimitzar Per cada conductor es poden optimitzar una sèrie de paràmetres per tal de atenuar el camp en un àrea determinada. Aquests paràmetres son la posició en el pla transversal del conductor, la intensitat i la tensió del conductor. En el següent formulari es poden veure aquestes variables: Manual del programa Pág. 25 Figura A-21 Afegir conductor: Variables a Optimitzar A la part esquerra estan les variables que es poden optimitzar. La variable que està seleccionada per ser optimitzada està ressaltada, contrastant amb la que no està seleccionada, que es queda en gris. A la part dreta es poden veure les opcions d’optimització de la variable seleccionada de l’esquerra. A dalt de tot es selecciona si la variable serà optimitzada o no. Un cop s’ha decidit que la variable serà optimitzada, s’han de determinar els valors mínim i màxim sobre els quals variarà la variable. Finalment, augmentant o disminuint el nombre de bits utilitzats per codificar la variable, s’obté un pas de càlcul que pot ser major o menor en funció de les necessitats de precisió. Si augmentem el nombre de bits, es trigarà més temps en trobar una solució, però la precisió serà més acurada. S’ha de tenir en compte a l’hora de decidir el nombre de bits, les possibilitats físiques d’implementació de la solució obtinguda, per exemple una resolució o pas de càlcul de menys de mig metre per una posició d’un conductor, difícilment serà aconseguida o respectada a l’hora de l’execució real. Un cop s’han decidit totes les opcions per cada variable s’ha de tornar a la pestanya principal del conductor per acceptar les modificacions. Pág. 32 Anexe 1 Figura A-29 Càlcul del valor òptim Un cop a finalitzat el procés d’optimització es pot veure el camp resultant i l’àrea en la que s’ha decidit mitigar el camp. A la part inferior dreta es pot veure el valor del flux del camp sobre l’àrea optimitzada en Wb en el cas del flux magnètic i de kV/m 3 en el cas del flux elèctric. Aquest valor es pot comparar amb el que s’obté inicialment quan es fa l’optimització sense que els conductors d’atenuació estiguin actius. A.5 Manipulació d’arxius En qualsevol moment es pot guardar el projecte de treball. Per a tal finalitat s’ha d’utilitzar l’apartat Projectes del menú principal. S’ha d’usar l’opció guardar com... la primera vegada o be l’opció guardar, si ja s’ha fet anteriorment Manual del programa Pág. 33 Figura A-30 Guardar un arxiu Els arxius que utilitza el programa estan codificats en estàndard XML. Això permet que l’usuari pugui exportar-lo a d’altres programes que acceptin aquest estàndard. Per obrir un arxiu, només cal seleccionar l’opció obrir i apareix un quadre de diàleg anàleg a l’anterior, oferint la possibilitat de navegar pels arxius en memòria i seleccionar l’arxiu desitjat. Pág. 34 Anexe 1 A.6 Desinstal·lació Per desinstal·lar el programa, només cal seguir les opcions del sistema operatiu. En el cas d’utilitzar alguna versió de Windows ® , caldrà anar al “pannell de control”, i a la secció “Afegir o treure programes” seleccionar CampCalc i es procedirà a la desinstal·lació. Manual del programa Pág. 35 B. Estructuració del programa El programa CampCalc s’ha implementat utilitzant el llenguatge de programació C# de MicroSoft ®. Aquest llenguatge pertany a la família de llenguatges orientats a objectes. Els programes elaborats amb aquest llenguatges s’estructuren en classes. No és la intenció d’aquest Annex instruir el lector en aquest tipus de llenguatges, tant sols es vol presentar una idea del funcionament intern del programa. Per a tall fi, s’han elaborat dos diagrames: • Diagrama de formularis: Representa el flux de pantalles que percep l’usuari. En els requadres es representen els formularis, mentre que les opcions de selecció dels menús apareixen sense cap marc • Diagrama de classes: Representa el flux de classes i la informació que es passa entre elles En tots dos diagrames es busca que el lector tingui una idea del funcionament del programa, tant de cara a l’usuari com de cara al flux d’informació a nivell de programa. Això ha fet que s’hagin menystingut elements que no aportarien informació rellevant per què el lector es fes una idea del funcionament Pág. 36 Anexe 1 B.1 Diagrames B.1.1. Diagrama de formularis Figura B-1 Diagrama de formularis • Nou Projecte • Obrir Projecte • Guardar Projecte • Tancar Camps Projecte Gestor de menú Gestor de menú • Representar camp • Corbes d’alçada • Optimitzar Configuració de projecte Nova Línia Nou Conductor • Elements • Den. Flux magnètic • Camp elèctric • Imatges • Copiar imatge • Copiar paleta Manual del programa Pág. 37 Observant el diagrama de la Figura B-1, veiem que el primer formulari que apareix és el formulari Camps. Aquest és el formulari principal de l’aplicació i a partir del menú del qual podem començar a crear arxius projecte. A partir d’aquest, trobem la primera fletxa, que en aquest diagrama no indica flux d’informació, sinó flux de treball, o de camí que pot seguir l’usuari dins l’aplicació. Els arxius projecte es tractaran utilitzant el formulari projecte. Una manera de tractar un projecte és obrir un arxiu ja existent o crear-ne un de nou. En ambdós casos, s’utilitzarà el formulari projecte per tractar la informació. Partint del menú del formulari projecte, tenim la opció de canviar la configuració del projecte o afegir noves dades utilitzant els formularis Nova Línia o Nou Conductor. Cal remarcar que tot i que tenim quatre opcions per a Nova línia ( Trifàsica directa, trifàsica inversa, trifàsica homopolar, trifàsica) totes utilitzen el mateix formulari, canviant les restriccions del mateix. Les opcions principals del menú són les que ens permeten obtenir dades. Aquestes vindran de forma gràfica. Tant pel camp magnètic com pel camp elèctric podem obtenir la representació del camp en el pla transversal a la línia de transport d’energia elèctrica. També podem obtenir una representació en corbes de camp a diferents alçades (determinades al formulari de configuració de projecte). Els resultats d’aquestes opcions es donaran de forma gràfica en el mateix formulari projecte. La darrera opció que trobem al menú de projecte és la de copiar. Donada la naturalesa de les dades, no s’ha cregut necessari proveir el programa de sortida de dades per impressora. L’usuari pot prendre les dades copiant la imatge resultat, que quedarà al portapapers i podrà ser traslladada a una altra aplicació. Aquesta, pot ser la imatge principal (que apareix al formulari projecte) o la paleta, que és la llegenda que permet la comprensió de la imatge principal. Pág. 38 Anexe 1 B.1.2. Diagrama de classes Figura B-2 Diagrama de classes En el diagrama de classes de la Figura B-2 es poden observar les relacions entre classes i el flux d’informació que es dona durant l’execució del programa. Les fletxes en color negre volen representar que una classe es “proveeix” o treballa amb altres classes. En el cas de les línies discontínues, vol dir que només utilitza la classe puntualment: en el cas de “Nova Línia”, la classe “Projecte” només l’utilitza per facilitar que CampCalc LUPDescomposicio Camps Projecte Conductor Genetic Cromosoma Gen NovaLinia Nou conductor • Manual del programa Pág. 39 l’usuari pugui entrar les dades dels conductors a través del formulari de la classe “Nova Línia”. La classe “Projecte” treballarà internament amb instàncies de la classe “Conductor” Les fletxes en vermell indiquen flux d’informació entre classes, així, veiem que tota la informació conflueix en la classe “Projecte” que és on seran les dades durant l’execució del programa. Quan el programa no està en funcionament, les dades del projecte es guardaran en arxius en format estandarditzat XML. Com que la lògica per administrar arxius es troba en la classe calc, es produeix un diàleg o flux bidireccional entre aquestes dues classes quan es crea, s’obra, es guarda o es tanca un projecte. També hem cregut necessari introduir algunes de les funcions i mètodes més representatius que trobem a les diferents classes: Camps: el formulari d’aquesta classe és el que primer s’instancia, de manera que a partir d’aquest l’usuari anirà generant la resta, en particular generant noves instàncies de la classe projecte. Variables principals public ArrayList alProjectesOberts; // Col·lecció de projectes Mètodes private void nouProjecte() // Crea un nou projecte private void obrirProjecte() // Obre un projecte existent private void guardarCom (bool bGuardat) // Guarda un projecte public void tancarProjecte(int iIndex) // Tanca el projecte amb index // iIndex Projecte: és la classe principal del programa, doncs des d’aquesta s’accedeix a la resta de formularis/classes. La classe “Conductor” i la classe “CampCalc” són les més importants per al projecte, doncs la primera la podríem considerar com les dades d’origen i la segona com el procés que ens permet obtenir resultats. Variables principals public int iProjID; // identificador de projecte private Bitmap bmpAreaTreball; // Area de representació private Bitmap bmpPaleta; // Llegenda public ArrayList alConductors; // Col·lecció de conductors del // projecte public ArrayList alConductorsActius; // Col·leccio de conductors // actius del projecte Pág. 40 Anexe 1 Mètodes public void afegirConductors(Conductor conA) // Afegeix un nou // conductor a la // variable alConductors // del projecte public void afegirConductors (Conductor conA, Conductor conB, Conductor conC) // Afegeix tres nous // conductors a la // variable alConductors // del projecte private void inicialitzarArea() // Prepara l’àrea gràfica private void representarCamp(string Tipus) // Representa gràficament // la densitat de flux // magnètic o el camp // elèctric private void representarAlsada(string Tipus) // Representa gràficament // les corbes de densitat // de flux magnètic o // camp elèctric a // diferents alçades // sobre el terreny. Els // resultats es donen a // l’àrea principal del // formulari projecte private void tancarArea() // Tanca l’àrea gràfica private void copiarImatge() // Es copia la imatge // representada en // formulari projecte al // portapapers NovaLinia: la seva finalitat és proveir un formulari a través del qual l’usuari pot introduir línies a estudiar. La classe “Projecte” en generarà una única instància, que s’eliminarà de la memòria en el moment que haguem acceptat les dades de línia que cal introduir. NouConductor: anàloga a la classe “NovaLinia” , la seva finalitat és proveir un formulari a través del qual l’usuari pot introduir conductors. Aquest poden pertànyer a una línia ja existent, poden ser part d’una línia especial configurada per l’usuari, o poden ser conductors de compensació. En aquests casos, l’usuari podrà, a través d’aquest formulari, configurar els paràmetres del conductor que desitgi. CampCalc: la classe “CampCalc” conté els càlculs de densitat de flux magnètic i de camp elèctric en un punt concret de l’espai. Variables principals Manual del programa Pág. 41 private ArrayList alConductorsActius; // llista dels conductors que // que intervenen en el càlcul private bool bDadesInicialitzades; // Booleà que serà cert quan // tinguem els potencials // calculats private MatriuC mcMatriuCarregues; // Matriu que ens permet // calcular les càrregues que // representa cada conductor private string sTipus; // Determina si la classe s’ha // instanciat per realitzar // càlculs de densitat de flux // magnètic o de camp elèctric Mètodes public double CampMagneticPuntXY (double coorX, double coorY) // Retorna el valor de la // densitat de flux magnètic // calculada en el punt de // coordenades X, Y del pla // transversal als conductors public double CampElectricPuntXY (double coorX, double coorY) // Retorna el valor del camp // elèctric calculat en el // punt de coordenades X, Y del // pla transversal als // conductors public double CampXY (double coorX, double coorY) // Selecciona una dels mètodes // anteriors en funció de la // variable sTipus LUPDescomposició: és una classe preparada per realitzar càlculs amb matrius. Pel càlcul de les càrregues que representen els conductors, cal entre d’altres, invertir matrius. El mètode de descomposició LUP ens permet realitzar els càlculs sense necessitat d’invertir la cap matriu, donant-nos major fiabilitat. Gen Propietats private bool bAlelle; // Valor booleà del gen Cromosoma Propietats private ArrayList alGens; // Conjunt de gens del cromosoma private double dEvaluacio; // Resultat de la funció d’evaluació aplicada al cromosoma Parametre Propietats Pág. 48 Anexe 1 D.1.3. Viabilitat Com ja s’ha esmentat a la introducció, els present projecte està adreçat a un ens que té la necessitat de dotar-se d’un programa que estimi els efectes dels camps electromagnètics. Per tal d’estimar el benefici de tenir aquest programa, realitzem els següents supòsits: • Cost, en hores d’enginyer, de realitzar els càlculs sense el programa és de 10 hores. • Cost, en hores d’enginyer, de realitzar els càlculs amb el programa és de 1 hora. • Com que no és l’activitat principal, suposarem que necessiten realitzar aquests càlculs 15 cops l’any. • No es quantifiquen altres efectes beneficiosos com pot ser l’obtenció de la geometria òptima de la línia de transport. • Es considera un horitzó de 5 anys. • S’estima que els sous s’actualitzen amb la inflació i que aquesta se situa en un 2%, i el tipus d’interès en un 6%. Concepte 0 1 2 3 4 5 Inversió (€ ) 34.684,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Estalvi anual (€ ) 0,00 10.800,00 11.016,00 11.236,32 11.461,05 11.690,27 Estalvi acumulat (€ ) 0,00 10.800,00 21.816,00 33052,32 44.513,37 56.203,64 Flux de Caixa (€ ) -34.684,00 10.800,00 11.016,00 11.236,32 11.461,05 11.690,27 Flux de Caixa acumulat (€ ) -34.684,00 -23.884,00 -12.868,00 -1.631,68 9,829,37 21.519,64 VAN (€ ) -34.684,00 -24.495,32 -14.691,12 -5.256,89 3.821,34 12.556,99 Taula D-3 Flux monetari en un horitzó de 5 anys Manual del programa Pág. 49 D.2 Conclusions Tenint en compte les premisses en el darrer apartat i a la vista dels resultats de la Taula D-3, veiem que el projecte és econòmicament viable i que començarà a donar beneficis a partir del quart any d’entrada en funcionament.