Avaliação da influência da variação de inércia equivalente em sistemas de potência usando simulações estocásticas

• Processo: 19/11703-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 16 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 15 de janeiro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: Rodrigo Andrade Ramos
• Beneficiário: Julia Reis Céu
• Supervisor: Federico Milano
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University College Dublin, Irlanda
• Vinculado à bolsa: 18/25853-0 - Cálculo do tempo crítico de abertura considerando variações na constante de inércia equivalente, BP.IC
• Assunto(s): Geração de energia elétrica Energia renovável Novas tecnologias Inércia Processos estocásticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise de estabilidade | Estabilidade de frequência | Inércia Equivalente | Simulações Estocásticas | Estabilidade

Resumo

É amplamente conhecido que diversos aspectos estão envolvidos nas mudanças da matriz energética mudial, incluindo preocupações ambientais e a redução dos custos de novas tecnologias de geração. Isso explica a pressão para um uso crescente de fontes renováveis de energia (tais como vento e luz solar, por exemplo) para gerar potência elétrica em sistemas de grande porte. Por outro lado, ainda há desafios para uma integração massiva dessas fontes em tais sistemas. Dentre eles, o desafio que é tratado nesse projeto de pesquisa é a redução do suporte de frequência causado pela inserção dessas fontes. Como a taxa de variação da frequência (RoCoF, do inglês Rate of Change of Frequency) em um sistema é ditada pela diferença entre a geração e o consumo de potência no mesmo, uma variação no consumo deve ser seguida por uma resposta adequada da geração, de tal forma que um equilíbrio entre esses dois seja estabelecido (após uma pequena variação da RoCoF durante o período transitório). Para massas rotativas diretamente concetadas ao sistema, devido à inércia mecânica, os rotores podem fornecer ou absorver energia para contrabalancear of efeitos da variação no consumo de potência. Por outro lado, algumas das fontes de energia renováveis de maior crescimento (particularmente as fazendas eólicas e as plantas solares fotovoltáicas) não se comportam como descrito anteriormente, principalmente por serem conectadas à rede por dispositivos de eletrônica de potência. Esse tipo de conexão cria um desacoplamento parcial entre as dinâmicas da fonte primária de eenergia e aquelas associadas à rede elétrica, fazendo com que essas fontes sejam menos sensíveis à RoCoF. Tal efeito é usualmente visto como uma redução da inércia equivalente do sistema. Nesse contexto, o principal objetivo desse projeto é investigar a relação entre a RoCoF e a inércia equivalente do sistema através de simulações da resposta do mesmo a variações em suas condições de operação. O foco será colocado em casos onde o valor numérico da inércia equivalente é muito baixo e varia de forma estocástica durante a simulação, pois esse cenário está se tornando cada vez mais provável na prática tendo em vista o contexto previamente estabelecido. Os resultados do projeto deverão colaborar para o entendimento de problemas já encontrados por operadores de sistemas elétricos em várias partes do mundo e contribuir para a proposição de soluções para tais problemas, possibilitando um melhor uso da capacidade dos tipos mencionados de energias renováveis para geração de potência elétrica. (AU)