UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2205
Tipo: Dissertação
Título: Estratégias de controle no suporte de potência reativa da geração eólica e seu impacto na estabilidade de tensão da Rede Básica utilizando regiões de segurança: uma aplicação na Região Nordeste do Brasil
Autor(es): NOVAES, Paulo Andrade
Primeiro Orientador: SOUZA, Antonio Carlos Zambroni de
Resumo: Esta dissertação apresenta uma discussão sobre algumas características técnicas dos aerogeradores, suas implicações elétricas e energéticas e como estes equipamentos podem contribuir em regime estático e dinâmico do ponto de vista de estabilidade de tensão para o desempenho dos sistemas elétricos de potência com foco na Região Nordeste do Brasil. Ao longo desta dissertação, distintos cenários energéticos e configurações de sistemas são apresentados com base no Sistema Elétrico Brasileiro (SEB) no ano de 2020. A inserção maciça de fontes renováveis intermitentes, principalmente na Região Nordeste, vem modificando as condições operativas deste sistema face os perfis comportamentais intrínsecos a estas fontes, com altas quotas sendo agregada todos os anos face as grandes “jazidas de vento” disponíveis nesta região. Apesar de contribuírem com o aumento da capacidade de geração do ponto de vista energético, esta fonte agrega pouca ou nenhuma inércia ao SEB o que reflete na estabilidade do sistema diante de perturbações, resultando em condições de risco para a regulação e controle da estabilidade de tensão e consequentemente na segurança operacional da rede. Diante disso, a estabilidade de tensão tornou-se um ponto de preocupação, despertando o interesse de engenheiros e pesquisadores no mundo todo. Os recursos de controle, no suporte de potência reativa presentes na rede nem sempre são suficientes para acomodar toda essa geração. Por isso é estudado aqui a atuação das estratégias de controle do suporte de potência reativa dos aerogeradores de modo a auxiliar na mitigação dos efeitos causados pela instabilidade de tensão na tentativa de aumentar a margem de segurança do sistema. Para proporcionar uma avaliação das condições de operação segura, em diferentes cenários eletroenergéticos onde a geração eólica está presente, se faz uso do recurso de Regiões de Segurança possibilitando um mapeamento representativo e seguro do sistema analisado e subsidiando na tomada de decisões da operação. Em regime estático, os níveis de tensão e carregamento são avaliados em situações de aumento e redução de geração eólica do Nordeste por meio das Regiões de Segurança. Em regime dinâmico, onde inicia-se o estudo com a apresentação de aerogeradores em três estratégias de controle distintas que auxiliam na regulação de tensão da máquina e por sua vez do sistema em que está inserida. Esta análise conta com três casos distintos no Nordeste onde o comportamento eólico se diferem entre si para ilustrar o impacto que eles podem causar no desempenho dinâmico de um sistema. vii Os resultados obtidos das simulações mostram ganhos significativos na melhoria do desempenho do sistema elétrico da Região Nordeste com o aumento da margem de escoamento de geração, em que os aerogeradores operam.
Abstract: This dissertation presents a discussion about some technical characteristics of the wind turbines, their electrical and energetic implications and how these equipments can contribute in a static and dynamic regime from the point of view of voltage stability for the performance of electrical power systems focusing on the Northeast Region of Brazil. Throughout this dissertation, different energy scenarios and configurations of systems are presented based on the Brazilian Electric System in 2020. The massive insertion of intermittent renewable sources, mainly in the Northeast Region, has been changing the operating conditions of this system in view of the behavioral profiles intrinsic to these sources, with high quotas being added every year in view of the large "wind fields" available in this region. Despite contributing to the increase in generation capacity from an energy point of view, this source adds little or no inertia to the system, which reflects stability in the face of disturbances, resulting in risk conditions for the regulation and control of voltage stability and consequently operational security of the network. In view of this, voltage stability has become a point of concern, arousing the interest of engineers and researchers worldwide. The control resources in the reactive power support present in the network are not always sufficient to accommodate this entire generation. That is why it is studied here the performance of the control strategies of the reactive power support of the wind turbines in order to assist in mitigating the effects caused by voltage instability in an attempt to increase the safety margin of the system. In order to provide an assessment of the conditions of safe operation, in different electroenergetic scenarios where wind power is present, the use of the Safety Regions feature is used, enabling a representative and safe mapping of the analyzed system and subsidizing the decision making of the operation. In a static regime, the voltage and load levels are evaluated in situations of increase and reduction of wind generation in the Northeast through the Security Regions. In a dynamic regime, where the study begins with the presentation of wind turbines in three different control strategies that assist in regulating the voltage of the machine and in turn of the system in which it is inserted. This analysis has three distinct cases in the Northeast where wind behavior differs from each other to illustrate the impact they can cause on the dynamic performance of a system. The results obtained from the simulations show significant gains in improving the performance of the electrical system in the Northeast Region with the increase in the generation runoff margin, in which the wind turbines operate.
Palavras-chave: Geração eólica
Estabilidade de tensão
Método da continuação
Método do vetor tangente
Regiões de segurança
Estratégias de suporte de potência reativa
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: Departamento 1
metadata.dc.publisher.program: PPG1
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2205
Data do documento: 13-Out-2020
Aparece nas coleções:Dissertações

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Dissertação_2020091.pdf7,3 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.