Estimação da velocidade angular de geradores síncronos para o estudo da estabilidade a pequenas perturbações em smart grids

• Processo: 20/06333-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: Tatiane Cristina da Costa Fernandes
• Beneficiário: Lucas de Paula Ferreira Dias Cardoso
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Rede elétrica inteligente Recursos energéticos Estabilidade atmosférica Filtragem adaptativa Filtros de Kalman
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: estabilidade a pequenas perturbações | Estimação da Velocidade Angular do Rotor | filtro de Kalman | Oscilações Eletromecânicas | Smart Grids | Análise de Estabilidade em Sistemas Elétricos de Potência

Resumo

No planejamento e na operação de uma rede elétrica interconectada, informações precisas sobre a dinâmica de determinados elementos do sistema são importantes para o seu controle efetivo e uma operação segura. Por exemplo, o monitoramento de comportamentos dinâmicos oscilatórios resultantes de interações eletromecânicas fornecem indícios sobre um possível sobrecarregamento da rede e sua estabilidade. No contexto de smart grids, conhecer o comportamento dinâmico dos diversos tipos de fontes e de cargas conectadas é de extrema importância para que, além de garantir a estabilidade em condições de operação normais ou atípicas, os recursos energéticos possam ser apropriadamente gerenciados. Particularmente, no estudo da estabilidade a pequenas perturbações, em que avalia-se o amortecimento das oscilações eletromecânicas do sistema, uma medida fidedigna do comportamento dinâmico de determinadas variáveis do gerador síncrono, tal como a velocidade angular do rotor, é relevante para mitigar os efeitos negativos da presença de oscilações eletromecânicas mal amortecidas no sistema. Contudo, na prática, obter uma medida precisa da velocidade angular do gerador conectado no sistema não é uma tarefa fácil. A medição direta da velocidade, nem sempre é confiável, podendo levar a erros na atuação de controladores. Diante dessa questão em aberto na literatura, este trabalho propõe uma abordagem para estimar a velocidade angular do gerador a partir das informações amostradas em um rede inteligente, ou seja, em uma smart grid. O método proposto utilizará somente sinais que podem ser medidos na barra de alta tensão da subestação que o gerador em análise está conectado, não sendo necessárias medidas feitas diretamente no gerador. Para a estimação da velocidade do gerador a partir dos sinais medidos, uma técnica de filtragem é adotada: o filtro de Kalman linear. (AU)