Metodologias para a Proteção e o Diagnóstico de Faltas em Sistemas Dominados por Fontes Baseadas em Inversores do tipo Grid-Forming

Resumo

Os impactos climáticos e o esgotamento das reservas de combustíveis fósseis têm destacado as energias renováveis como soluções sustentáveis para as demandas energéticas futuras. No Brasil e no mundo, observa-se uma crescente integração de fontes baseadas em inversores, do inglês Inverter-Based Resources (IBRs). No entanto, as características operacionais dessas IBRs têm gerado preocupações entre pesquisadores, já que as funções de proteção digital e os métodos de diagnóstico de faltas foram inicialmente concebidos para sistemas com geradores convencionais, agora impactados pela presença de IBRs. Embora a literatura aborde os desafios relacionados a essa massiva inserção de IBRs, a maioria dos estudos se concentra na análise de IBRs do tipo Grid-Following (GFL), enquanto as avaliações sobre os IBRs do tipo Grid-Forming (GFM) ainda são escassas. Recentemente, as IBRs GFM têm se mostrado mais promissoras em termos de estabilidade sistêmica / operacional e estão sendo mundialmente adotadas em diversas matrizes elétricas, substituindo as IBRs GFL. Nesse contexto, este projeto visa avaliar o impacto das IBRs GFM em métodos tradicionais de proteção e diagnóstico de faltas, além de desenvolver novas metodologias para a detecção, classificação e localização de faltas em linhas que interconectam tais fontes à rede elétrica. Serão também abordadas as lacunas na área de proteção de sistemas elétricos e, com isso, propostas metodologias que operem satisfatoriamente sob as condições atípicas de sistemas com IBRs GFM. A validação dos métodos incluirá simulações e estudos utilizando os softwares PSCAD e MATLAB, além da análise de oscilografias reais obtidas em campo. Com este projeto espera-se transpor lacunas observadas nas metodologias existentes das áreas de proteção digital e diagnóstico de faltas, viabilizando a transição energética segura com a integração de IBRs GFM.