Detecção, classificação e localização de faltas em parques eólicos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Trindade, Elis Caroline de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Parques eólicos onshore; Detecção de faltas; Classificação de faltas; Localização de faltas; Distância euclidiana; Sistema de proteção; Wind farms onshore; Fault detection; Fault classification; Euclidean distance; Protection system
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/243070

A partir do aumento da competitividade das centrais de geração eólica na comercialização de energia elétrica no país, a integração de parques eólicos ao sistema interligado nacional (SIN) trouxe consigo grandes desafios e inovações, uma vez que os sistemas elétricos de potência (SEP) que contam com esse tipo de geração, apresentam respostas diferentes considerando a geração convencional (geradores síncronos) frente a distúrbios que possam ocorrer. Sabe-se que os SEP estão constantemente expostos a adversidades seja por intempéries, descargas atmosféricas ou desgastes naturais de seus componentes e para garantir a segurança e confiabilidade na incorporação da geração eólica na matriz energética Brasileira é de fundamental importância a agilidade e precisão no processo de restauração da normalidade caso ocorra alguma falta. Com isso, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um algoritmo de detecção e classificação de faltas e um algoritmo iterativo de localização de faltas em redes coletoras de parques eólicos onshore. Para a detecção e classificação da falta, a metodologia empregada baseia-se no cálculo da distância Euclidiana de amostras do sinal de tensão do sistema e para a localização das faltas utiliza-se uma metodologia baseada em impedância aparente, usando dados de um terminal de medição. Foram realizados inúmeros testes de curtos-circuitos considerando dois parques eólicos, em diferentes condições operativas. Os resultados mostram a eficiência do método proposto ao detectar os 420 casos de faltas testados com 100% de precisão e classificar corretamente 97,14% das faltas aplicadas para resistência de falta de até 100Ω. Para a localização de faltas o método apresentou erro máximo percentual de 9,32% para faltas do tipo fase-terra, também se analisou a influência da resistência de falta, tipo de falta e distância da falta em relação ao terminal de medição para a localização da falta. Salienta-se da importância dos resultados favoráveis excelentes na detecção e classificação da falta, uma vez que a detecção e classificação do tipo de curto-circuito ocorrido é imprescindível no algoritmo de localização de faltas empregado e evidencia-se que os algoritmos aplicados para redes internas de parques eólicos trouxeram bons resultados podendo ser aplicados em casos reais auxiliando as equipes de manutenção no restabelecimento das condições operativas do sistema.