Avaliação dos requisitos LVRT de parques eólicos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Ribeiro, Renata Kelly Ferreira
• Orientador(a): Leborgne, Roberto Chouhy
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Energia eólica; Tensão elétrica; Afundamento de tensão; Geradores assíncronos
• Palavras-chave em Inglês: Power quality; Low voltage ride through (LVRT); Voltage sags; Fed induction generator (FIG); Permanent magnet synchronous generator (PMSG)
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/215319

No presente trabalho são avaliados os requisitos LVRT (Low Voltage Ride Through) e o comportamento dinâmico de parques eólicos mistos PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generator)/DFIG (Double-Fed Induction Generator ) frente a afundamentos de tensão oriundos de faltas no sistema elétrico de potência. Trabalhos anteriores na literatura aplicaram afundamentos de tensão diretamente nos terminais das turbinas eólicas, o que significa que a propagação da transmissão para o nível de baixa tensão não foi considerada. Este trabalho tem como objetivo mostrar a operação esperada de uma usina eólica quando submetida a afundamentos de tensão causados por faltas no nível da transmissão, ou seja, considerando a propagação. A propagação dos afundamentos de tensão e a comparação dos mesmos e realizada de acordo com os requisitos de suportabilidade estabelecidos pelo submódulo 3.6 do PRODIST. Este requisito e definido por uma curva de magnitude e duração conhecida mundialmente por LVRT. Modelos equivalentes de um sistema de transmissão e um parque eólico foram usados para gerar cinco tipos de faltas e para acessar o comportamento do parque eólico durante esses eventos. Para este estudo foi utilizado o programa MATLAB R /Simulink para o desenvolvimento dos códigos e modelo equivalente do parque eólico. As análises obtidas com a aplicação desta metodologia permitiram determinar o impacto dos afundamentos de tensão nos terminais das turbinas e analisar o comportamento dinâmico dos modelos agregados das turbinas eólicas. Além disso, era possível realizar o levantamento das faixas de sobretensões e sobrecorrentes nos conversores de ambos aerogeradores, assim como o levantamento da area de vulnerabilidade do SEP em relação a mínima potência injetada na rede durante um afundamento. Os resultados mostraram uma leve superioridade do PMSG em fornecer energia durante afundamentos de tensão, tendo menos faltas com valores de potência injetada durante o afundamento abaixo de 0,6 p.u. O comportamento que leva a maior vulnerabilidade no DFIG está relacionado às sobrecorrentes que podem surgir no conversores MSC e GSC, enquanto para o PMSG, a característica de maior vulnerabilidade está relacionada as sobretensões no link DC, que controla o fluxo de potência entre os conversores. As faltas simétricas foram as que causaram afundamentos de tensão mais severos, enquanto as monofásicas foram as que menos impactaram no desempenho do parque eólico. O requisito LVRT foi atendido em aproximadamente 96% dos afundamentos simulados, ou seja, o parque permaneceria em operação na ocorrência destes eventos. Apenas 4% dos casos desligariam o parque.