Estudo para avaliar os impactos de variações rápidas de vento na dinâmica de...

O setor elétrico apresenta um comportamento crescente pela demanda de energia, e ao mesmo tempo, há um engessamento no licenciamento ambiental tanto de usinas hidrelétricas, quanto de térmicas. Por outro lado, existem fortes tendências à inclusão da geração alternativa renovável, como a eólica e solar. A introdução destes tipos de geração intermitentes inserem diversos tipos de perturbações ao Sistema Elétrico Nacional. Este trabalho, por sua vez, tem o objetivo de analisar os impactos causados pela variação do vento incidente em uma turbina eólica com máquinas do tipo indução, em gaiola de esquilo e duplamente alimentada. Este trabalho apresenta simulações dinâmicas do sistema no software MATLAB da incidência de variações do vento sobre a turbina e também avalia os impactos causados em máquinas síncronas relativamente próximas ao gerador. Para o caso do gerador em gaiola de esquilo, verificou-se que há uma variação considerável de reativos com a variação da velocidade do vento, o que causa problemas de subtensão no sistema. Para contornar esse problema, foi proposta a utilização de uma máquina síncrona na operação como compensador síncrono a fim de compensar esse transitório de reativos. Apesar do sucesso no controle da tensão no gerador de indução em gaiola de esquilo, verificou-se que o gerador de indução duplamente alimentado apresenta uma maior robustez devido à possibilidade controlar a geração de reativos ou da tensão da barra.

Título em Inglês

Impact study of fast wind speed variation on the dynamic of wind turbine generators

Palavras-chave em Inglês

Transient
Wind energy
Frequency
SCIG
DFIG
Induction generator

Resumo em Inglês

The electrical sector presents a constant demand for energy and at the same time, there is a difficulty on licensing either hydroelectric power plants or thermal power stations. On the other hand, there is a trend that renewable alternative energy generation be adopted, such as wind and sun power generation. The inclusion of this kind of generation, however, pose threats to the National Electric System stability. This work is supposed to analyse the impacts caused by the wind speed variation applied to squirrel-cage and doubly-fed induction generators used in wind turbines. It presents dynamic simulations created in the software MATLAB to reproduce the wind profile speeds onto a wind turbine and evaluate the main impacts caused on synchronous machine close to these generators. For SCIG, it was verified that a considerable variation of reactive power is due to the wind speed oscillation, which causes undervoltage in the system. In order to solve this issue, it was proposed to use a synchronous machine as a synchronous condenser in order to verify the disturbances applied to the system and also source reactive power to the wind turbine generator. Even though the successful voltage control was verified for the squirrel-cage induction generator, the doubly-fed generator presents a more robust solution due to the fact that it is possible to control either the reactive power generation or the bus voltage.

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Data de Publicação

2019-02-05

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