Modelagem e análise de sistemas com geração distribuída operando sob condições desbalanceadas

• Processo: 12/04826-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2014
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: Rodrigo Andrade Ramos
• Beneficiário: Rodrigo Andrade Ramos
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Artur Bohnen Piardi ; Edson Luis Geraldi Junior ; Elmer Pablo Tito Cari ; Jhonatan Andrade dos Santos ; Jonas Roberto Pesente ; Liciane Cândida Pataca ; Luís Fernando Costa Alberto ; Moussa Reda Mansour ; Romeu Reginatto ; Tatiane Cristina da Costa Fernandes ; Taylon Gomes Landgraf ; WILSON DA SILVA JÚNIOR
• Assunto(s): Distribuição de energia elétrica Geração de energia elétrica Geração distribuída Máquinas síncronas Estabilidade de sistemas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cogeração | Desbalanço de Carga | Estabilidade Angular | Geração distribuída | geradores síncronos | sistemas de distribuição | Geração Distribuída

Resumo

Os alimentadores de distribuição de energia elétrica sempre operaram como redes passivas, meramente transmitindo a energia da subestação até as cargas a eles conectadas. No entanto, este paradigma começou a mudar recentemente com o conceito de geração distribuída. Especialmente no Brasil, o aproveitamento de resíduos do processo de produção do etanol é uma fonte promissora de energia elétrica que pode ser extraída através de esquemas de cogeração, a maioria dos quais estará possivelmente conectada em alimentadores de distribuição. Por outro lado, preocupações com a estabilidade angular de múltiplos geradores conectados a um mesmo ramal de distribuição impedem, atualmente, a conexão de dois ou mais geradores em um único alimentador. Tal preocupação deriva primordialmente do fato de, até recentemente, não existirem ferramentas adequadas para a análise deste tipo de estabilidade em sistemas de distribuição. Dentre os fatores que justificavam essa inexistência, um dos principais é certamente o nível de desbalanço entre as fases do sistema de distribuição, que é proporcionalmente muito mais significativo que o observado em sistemas de transmissão. Este problema está sendo analisado pelo proponente deste projeto desde 2010, no âmbito do Auxílio à Pesquisa 2009/17920-0, intitulado ``Desenvolvimento de uma Abordagem Completa para o Estudo de Estabilidade de Sistemas de Distribuição com a Conexão de Geradores Síncronos'', e um conjunto de ferramentas já foi desenvolvido para possibilitar a simulação computacional não linear da resposta destes sistemas a perturbações de diversas naturezas, bem como a análise da estabilidade a pequenas perturbações, através do cálculo dos autovalores do modelo linearizado correspondente ou de técnicas de estimação modal. Entretanto, para que a aplicação de tais ferramentas seja bem sucedida do ponto de vista prático, é necessário dar continuidade à referida pesquisa, no sentido de adequar cada vez mais as ferramentas desenvolvidas ao longo da mesma para aplicações práticas em diferentes contextos. Com base nesta premissa, o presente projeto de pesquisa propõe tal continuação através do tratamento de problemas práticos associados às ferramentas mencionadas. Mais especificamente, o projeto terá foco na obtenção de parâmetros confiáveis para os modelos desenvolvidos, de forma que que tais ferramentas forneçam resultados precisos, compatíveis com aqueles observados na operação real dos geradores distribuídos (vale a pena ressaltar que boa parte dos parâmetros desses geradores nem sempre é fornecida pelo fabricante com precisão, seja pela documentação incompleta entregue após a aquisição do componente ou mesmo pela resistência do fabricante em revelar detalhes de seus produtos que possam estar envolvidos em segredo comercial). No presente projeto, será buscado o desenvolvimento de uma abordagem, baseada em estimação de parâmetros (a partir de dados amostrados da resposta dos geradores distribuídos), com o intuito de obter valores confiáveis dos parâmetros de geradores distribuídos para a aplicação das ferramentas desenvolvidas no âmbito do Auxílio 2009/17920-0. Além disso, serão também tratados problemas relacionados ao impacto do ruído na amostragem dos dados para estimação, tanto do ponto de vista da obtenção de parâmetros quanto da extração das características modais da resposta do gerador. Deverão ser também analisados os impactos dos dispositivos de proteção e controle tipicamente encontrados nos reguladores de tensão e controladores de fator de potência que realizam o controle de excitação de tais geradores. Vale ressaltar que o sucesso deste projeto pode contribuir significativamente para um melhor aproveitamento da energia elétrica dessa importante fonte renovável que é a cogeração a partir do bagaço-de-cana. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

REGINATTO, ROMEU; RAMOS, RODRIGO A.. On electrical power evaluation in dq coordinates under sinusoidal unbalanced conditions. IET GENERATION TRANSMISSION & DISTRIBUTION, v. 8, n. 5, p. 976-982, MAY 2014. (12/04826-8)

PIARDI, ARTUR B.; PESENTE, JONAS R.; OTTO, RODRIGO B.; RAMOS, RODRIGO A.; IEEE. Evaluation of Volts/Hertz and Over-excitation Limiters Acting under Unbalanced Load Conditions. 2013 IEEE POWER AND ENERGY SOCIETY GENERAL MEETING (PES), v. N/A, p. 5-pg., 2013-01-01. (12/04826-8)