Análise da representação de geradores eólicos em ferramentas de análise de estabilidade de tensão

• Processo: 21/06126-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: Rodrigo Andrade Ramos
• Beneficiário: Lucas Carnevalli de Almeida
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/20104-9 - Monitoramento via sincrofasores, análise de segurança dinâmica e controle de redes elétricas do futuro, AP.TEM
• Assunto(s): Estabilidade de tensão Modelagem MATLAB
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estabilidade de Tensão | geração eólica | Modelagem | Simulação dinâmica | Simulação Estática | Estabilidade de Tensão

Resumo

O aumento na penetração de geração eólica nos sistemas de potência aumenta a preocupação com o desempenho do sistema, principalmente em função da variabilidade do recurso eólico. A avaliação da margem de estabilidade de tensão de um sistema para prevenir a operação em um ponto não seguro requer um modelo preciso das unidades de geração e da capacidade destas unidades fornecerem potência reativa ao sistema. Nos requisitos de operação de geração eólica de muitos países já é previsto que os geradores eólicos também devem fornecer potência reativa ao sistema na operação em regime permanente. Esta capacidade pode ser utilizada para aumentar a margem de segurança de operação do sistema. A maioria dos geradores eólicos instalados atualmente consistem de geradores de indução duplamente alimentados. Estes geradores possuem capacidade de fornecer potência reativa ao sistema de acordo com a capacidade remanescente do conversor, o qual deve primordialmente executar o controle da potência ativa de saída do gerador eólico. Desta forma, a capacidade do gerador ou parque eólico contribuir com potência reativa para a rede elétrica depende do ponto de operação, ou seja, da velocidade do vento. Com isso, faz-se necessária a representação dos geradores eólicos em termos de disponibilidade de contribuição de potência reativa para a rede. Um modelo que vem sendo bastante aceito para representação de geradores de indução duplamente alimentados em estudos estáticos é representação pela curva de capacidade. Neste modelo os limites de potência reativa do gerador são representado pelos limites do conversor, o qual, por sua vez, depende da velocidade do vento. Para a utilização deste modelo em um método que empregue a capacidade dos geradores eólicos contribuir com potência reativa para o sistema, a variabilidade do vento deve ser considerada. A função de probabilidade mais utilizada para representar a distribuição da velocidade do vento é a função de Rayleigh. Desta forma, o objetivo deste trabalho é, dado um ponto específico de operação do gerador eólico com uma respectiva margem de contribuição de potência reativa, associar a probabilidade do gerador não dispor desta margem em função da mudança do ponto de operação utilizando a curva de distribuição de Weibull ou Rayleigh, a qual é disponível para os empreendimentos eólicos. Neste projeto, inicialmente, será modelada a curva de capacidade do gerador de indução duplamente alimentado. Este modelo será incluído em uma ferramenta para cálculo da margem de estabilidade de tensão e, a princípio, será utilizado o método do fluxo de potência continuado disponível na ferramenta PSAT, a qual que é executada em ambiente MatLab. Em seguida, considerando curvas de distribuição de velocidade típicas de vento, será estudada a probabilidade de que o gerador eólico não possa fornecer a potência reativa inicialmente prevista devido à variação da velocidade do vento, considerando a curva de distribuição de velocidade do mesmo.(AU)