Controle de frequência por meio da geração eólica operando como gerador síncrono virtual considerando a otimização do ponto de operação da turbina eólica

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Tessaro, Heitor Jose
• Orientador(a): Oliveira, Ricardo Vasques de
• Banca de defesa: Oliveira, Ricardo Vasques de, Carati, Emerson Giovani, Torrico, César Rafael Claure, Silva, Aguinaldo Silveira e
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia eólica; Conversores de frequência; Sistema de energia elétrica; Wind power; Frequency changers; Electric power systems
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4009

A penetração da geração eólica cresceu significativamente em muitos países nas últimas décadas. Como resultado, a resposta da frequência e a estabilidade tornaram-se uma preocupação para os operadores de sistemas de energia. Nesse contexto, este trabalho propõe uma abordagem operacional e de controle para unidades de geração eólica baseadas em conversor pleno, de modo a fornecer simultaneamente inércia virtual, controle primário de frequência e controle secundário de frequência para sistemas de potência com elevada inserção de geração eólica. A abordagem de controle proposta, baseada em gerador síncrono virtual, também permite que a geração eólica opere como formadora de rede (modo de controle de frequência). A seleção dos parâmetros do gerador síncrono virtual é realizada utilizando um processo de otimização que visa melhorar a resposta da frequência do sistema ao mesmo tempo que respeita os limites operacionais do conversor das unidades eólicas de geração. A avaliação do impacto da abordagem de controle proposta sobre a dinâmica eletromecânica das unidades eólicas de geração também é uma contribuição desse trabalho. A principal contribuição deste trabalho é a proposição de uma formulação de otimização que otimiza o ponto de operação da geração eólica, a fim de reduzir a magnitude do desvio da velocidade da turbina eólica após as variações de carga. Como resultado, a otimização reduz a magnitude e o tempo de acomodação da dinâmica mecânica e o estresse mecânico da turbina eólica, da caixa de engrenagens e do gerador. Os resultados mostraram que a abordagem de controle proposta é efetiva no suporte de resposta inercial e regulação de frequência. As análises realizadas também mostraram que a atuação do controle proposto resultou em dinâmicas eletromecânicas adequadas para as unidades eólicas de geração. A abordagem de otimização proposta reduziu significativamente a magnitude do desvio e o tempo de acomodação da velocidade da turbina eólica após as variações de carga.