Controle adaptativo para melhoria do desempenho de geradores eólicos durante transitórios de ilhamento

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Moraco, Anna Giuglia Menechelli
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: adaptive control; controle adaptativo; doubly-fed induction generator; frequency support; gerador de indução duplamente alimentado; ilhamento; Inércia sintética; islanded systems; islanding; sistemas ilhados; suporte de frequência; synthetic inertia
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-13032023-093453/

A energia eólica é amplamente utilizada em sistemas de distribuição, assim como os geradores síncronos distribuídos. No caso de perda da rede principal, especialmente em áreas remotas, é conveniente que esses geradores possam operar no modo de ilhado, fornecendo energia às cargas para melhorar a confiabilidade do sistema. Nesta situação, o sistema ilhado geralmente apresenta um alto nível de penetração da energia eólica e, devido à baixa inércia equivalente do sistema, o mesmo pode enfrentar grandes desvios de frequência quando sujeito a um distúrbio, tal como a transição do modo conectado para o modo ilhado, em eventos de ilhamento não planejados. Nesses casos, o uso de inércia sintética no gerador eólico pode melhorar consideravelmente a resposta de frequência. No entanto, a contribuição deve ser ajustada adequadamente de acordo com a magnitude da perturbação e com a energia cinética disponível na turbina eólica. Nesta tese, propõe-se uma abordagem de escalonamento de ganho para adaptar o ganho de inércia sintética de uma turbina eólica baseada em um gerador de indução duplamente alimentado para evitar violações de frequência durante a transição de operação conectada à rede para operação ilhada em uma parte de um sistema de distribuição composto por uma fazenda eólica e um gerador síncrono. A principal contribuição deste trabalho é a abordagem adaptativa proposta, simples e eficaz para a finalidade pretendida (dois recursos que são altamente valorizados pela indústria), além de levar em conta na etapa de projeto, requisitos específicos de resposta dinâmica. A abordagem é validada pela simulação de vários casos e os resultados mostram que o uso do esquema proposto fornece um suporte de frequência adequado por parte do aerogerador de forma a evitar a violação do limite de frequência adotado.