Estabilidade de frequência e controle automático de geração: projeto de controlador ótimo LQR aplicado à geração termoelétrica considerando sistemas elétricos interligados - Moraes, Conrado Gabriel Sodre Alves de (2020)
O crescimento constante da demanda energética, atrelado ao desenvolvimento econômico e industrial, traz consigo a necessidade inerente de expansão do Sistema Elétrico de Potência (SEP), bem como dos seus meios de geração, capazes de suprir o déficit energético criado pelo aumento vertiginoso das cargas do SEP. Isso abre espaço para o surgimento de problemas recorrentes como a instabilidade da frequência elétrica que compromete a continuidade do suprimento energético e a qualidade da energia fornecida ao consumidor final. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver uma metodologia de projeto e simulação com base em técnicas de controle ótimo via LQR, em conjunto com a sua aplicação em SEP através da modelagem dos elementos dinâmicos pertencentes ao sistema de controle de estabilidade de frequência, também conhecido como Controle Automático de Geração (CAG). Além disso, serão analisados computacionalmente, por meio de simulações, cenários de projetos distintos de controladores LQR, analisando a resposta das principais variáveis de controle do sistema sob a ótica de estabilidade em SEP e evidenciando o perfil de atuação dos controladores envolvidos nas simulações. As simulações realizadas neste trabalho consideram a aplicação de eventos de instabilidade sobre o sistema na forma de crescimentos abruptos de carga e utilizam como modelo de malha de controle um sistema multimáquinas com turbinas térmicas à vapor com reaquecimento, composto por duas áreas de controle interligadas através de uma linha de transmissão. Para as simulações, serão utilizados em combinação o software MATLAB através dos quais é desenvolvido o script de projeto do controlador LQR e os softwares, SIMULINK e ANATEM onde são construídos os modelos de controle de frequência, por meio de diagrama de blocos e realizadas as simulações considerando cenários distintos de controles atuando sobre SEP.