Detecção e correção de problemas relacionados ao efeito oposto no controle de tensão e potência reativa.

Abstract

Esta dissertação apresenta uma discussão sobre a atuação do controle de tensão e potência reativa em sistemas elétricos. Em particular, é investigado um fenômeno que já foi observado em casos reais do sistema brasileiro em equipamentos para controle de tensão, no qual um aumento na injeção de potência reativa resulta numa redução de tensão, ou seja, o controle de tensão atua de maneira oposta à usual. Este comportamento caracteriza uma situação de instabilidade de tensão, comprometendo a segurança de tensão, tal que ações sucessivas do mesmo possam levar o sistema ao colapso. Tendo como foco os geradores e compensadores síncronos, são apresentados dois índices visando identificar quando estes equipamentos encontram-se nesta situação, para que o fenômeno seja detectado e medidas corretivas possam ser tomadas. O primeiro índice, já difundido na literatura, considera uma redução nas equações linearizadas do fluxo de potência. Já o segundo, monitora o comportamento da curva QV, representando uma estimativa dos autovalores dominantes da matriz jacobiana, que tendem para zero no ponto de bifurcação, explorando o fato de que o vetor tangente converge para o autovetor à direita. Em seguida, sabendo que o gerador/compensador encontra-se nesta situação com controle de tensão oposto ao usual, são propostas ações de controle que desloquem o ponto de operação para uma condição em que o controle volte a atuar de forma usual, estável do ponto de vista de tensão e, se possível, com aumento da margem de carga e redução das perdas. Para tanto, propõe-se a utilização da curva QV em conjunto com os índices de detecção, sobretudo para determinar a nova referência de tensão das barras problemáticas. No caso dos geradores, o redespacho de potência ativa também é explorado, a partir de uma formulação sistêmica que utiliza o método da continuação onde o parâmetro considerado é a potência ativa gerada. Por último, aborda-se o problema utilizando técnicas de otimização. Utilizando o software MATLAB, foi desenvolvida uma rotina computacional que engloba a detecção e a correção do fenômeno relacionado ao efeito oposto entre o controle de tensão e potência reativa. Para validar as técnicas e comparar os resultados, são realizadas várias simulações utilizando dois sistemas: um sistema teste, composto por nove barras, e outro, equivalente de parte do sistema elétrico brasileiro.