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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3435
Tipo: | Dissertação |
Título: | Análise de estabilidade em regime permanente de sistemas elétricos susceptíveis a ressonância subsíncrona |
Autor(es): | TOMIM, Marcelo Aroca |
Primeiro Orientador: | MENDES, Pedro Paulo de Carvalho |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | ZAMBRONI, Antônio Carlos |
Resumo: | Ressonância subsíncrona é um fenômeno inerente a sistemas elétricos de potência dotados de usinas termelétricas conectadas a redes de transmissão série compensadas. Este fenômeno é caracterizado pela troca de energia entre os sistemas mecânicos acoplados aos geradores e o sistema de transmissão a freqüências abaixo da nominal, ou seja, subsíncronas. Assim, para a avaliação deste fenômeno faz-se necessário modelar geradores síncronos, eixos mecânicos turbina gerador e rede elétrica, de forma que as freqüências da rede possam ser refletidas nos eixos mecânicos através dos torques eletromagnéticos induzidos nos geradores e, vice-versa. Este efeito torna-se crítico, quando pelo menos uma das freqüências de oscilação da rede é compatível com um dos modos torcionais do eixo. Sob estas condições o sistema se torna auto-excitado, podendo ser levado à instabilidade. Este documento apresenta, de forma didática, formas alternativas de interpretação da ressonância subsíncrona e seus mecanismos. Aborda, também, modelos para os componentes básicos dos sistemas de potência para os estudos de ressonância subsíncrona, entre eles os geradores síncronos, rede elétrica e eixos mecânicos. A ferramenta de análise escolhida foi a técnica baseada em autovalores e autovetores aplicada à matriz de estados linearizada do sistema elétrico sob estudo. É introduzido, ainda, um índice para a identificação de bifurcações Hopf em sistemas elétricos de potência, visando uma rápida visualização dos pontos críticos do sistema frente a variações de um parâmetro de controle específico. Ao final da dissertação são realizadas algumas aplicações do que foi apresentado ao longo do documento, proporcionando que estes sejam totalmente reproduzidos. |
Abstract: | Subsynchronous resonance is a phenomenon inherent in electrical power systems which presents thermal power plants connected to series compensated transmission networks. This phenomenon is characterized by energy exchange between turbine generator shafts and the transmission system at frequencies below the synchronous one, i.e., at subsynchronous frequencies. Therefore, to capture this phenomenon it is necessary to model generators, turbine-generator mechanical shafts and electrical network, so that the network frequencies can be reflected on mechanical shafts through the electromagnetic torques induced in the generators and vice-versa. This effect becomes critical when one of the network natural frequencies is close, or equal, to one of the torsional modes of the shafts. Under these conditions, the system may come to be self-excited or even unstable. This document intends to present, in a comprehensive way, alternative forms to interpret the subsynchronous resonance and its build-up mechanisms. It also exposes models for the basic components of the electrical power systems for subsynchronous resonance studies, among them synchronous generators, electrical network and mechanical shafts. The eigenanalysis are employed as the main tool for the stability analysis in this document, which are based in the linearised state space matrix of the whole system. An index designed to identify Hopf bifurcations in electrical power systems is also presented, aiming a quick visualization of the system critical points, when a specific control parameter is varied. In the end of the dissertation, some numerical examples are presented, providing one to reproduce them totally. |
Palavras-chave: | Ressonância subsíncrona Máquinas síncronas Rede elétrica Eixo turbina-gerador |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3435 |
Data do documento: | 31-Mai-2004 |
Aparece nas coleções: | Dissertações |
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