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Proteção de geradores eólicos de velocidade variável completa considerando a conexão de um sistema de armazenamento de energia e o modo de operação ilhado

Processo: 17/13752-1
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2017
Vigência (Término): 30 de novembro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
Pesquisador responsável:Denis Vinicius Coury
Beneficiário:Rodrigo Pavanello Bataglioli
Supervisor no Exterior: Olimpo Anaya-Lara
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Strathclyde, Escócia  
Vinculado à bolsa:15/24028-7 - Simulação em tempo real e proteção de geradores eólicos no contexto das Smart Grids, BP.MS
Assunto(s):Rede elétrica inteligente   Energia eólica

Resumo

Considerando condições anormais de operação e falhas elétricas a quais o Sistema Elétrico de Potência (SEP) pode ser submetido, a proteção de seus elementos é muito importante. Dentre os equipamentos a serem protegidos, os geradores se destacam por representarem um elevado custo de investimento e pelo fato de que as paradas não programadas resultam em perdas financeiras e causam impacto na operação de um SEP. Assim, com base na literatura, observa-se que não existem estudos e normas abrangentes para proteção individual de geradores síncronos (GSs) aplicados à geração eólica. Portanto, é necessário estudar e analisar o comportamento das turbinas eólicas sujeitas a situações de faltas, sabendo que o esquema de proteção depende do tipo de gerador e da maneira como ele está conectado ao SEP. No contexto das smart grids, a possibilidade da operação ilhada e a presença de sistemas de armazenamento de energia conectados à rede mudarão a dinâmica das situações de falta. Para estudar esta questão, esta pesquisa propõe a inclusão de um sistema de armazenamento de energia para operar com o gerador eólico de forma complementar, suavizando a potência e tornando o Sistema de Conversão de Energia Eólica (SCEE) forte o suficiente para operar no modo ilhado. A metodologia estabelece vários tipos de falhas elétricas para investigar o comportamento da turbina eólica em tais condições, considerando o contexto de smart grid mencionado anteriormente. Para realizar tais simulações, é utilizado um Simulador Digital em Tempo Real (SDTR). Este equipamento permite a reprodução de um sistema elétrico real, bem como simulações em laço fechado para testar e avaliar o sistema de proteção ajustado. Melhorias relativas às funções de proteção são pretendidas, uma vez que uma característica adaptativa pode ser necessária para a operação no modo ilhado. Os resultados obtidos até o momento focam no desenvolvimento de um esquema de proteção considerando apenas um GS conectado ao SEP através de um conversor back-to-back de 3 níveis baseado em Conversores Fonte de Tensão (CFTs). (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)
BATAGLIOLI, RODRIGO P.; MONARO, RENATO M.; COURY, DENIS V.; ANAYA-LARA, OLIMPO. Wind generator protection with ESSs considering grid connected and island mode operations. INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTRICAL POWER & ENERGY SYSTEMS, v. 126, n. B MAR 2021. Citações Web of Science: 0.

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