Modelagem Dinâmica no Domínio da Fase e Otimização da Estratégia de Controle Direto de Potência de Geradores Eólicos Baseados na Máquina de Indução Duplamente Alimentada Operando sob Distúrbios de Tensão no Ponto de Conexão
Publicado: 03/11/2023 - 14:57
Última modificação: 12/12/2023 - 15:51
Breve descrição do tipo de impacto esperado na sociedade: Dentre todos os recursos de Energia Renovável, a geração eólica registrou um crescimento significativo na última década. Com ambições de economia de energia, até 2030 a energia eólica será capaz de fornecer 29,1% da eletricidade necessária em todo o mundo e 34,5% até 2050. No Brasil, No Brasil, desde a contratação dos projetos eólicos no Leilão de Energia de Reserva de 2009, a fonte eólica passou a ser a segunda maior fonte geradora na matriz energética, com uma contribuição de 9,1% em 2019, conforme apresentado no gráfico da Figura 1 (PNE, 2020). A qualidade da energia é uma característica significativa nos conversores conectados à rede, e os geradores de energia eólica têm uma grande influência na estabilidade e segurança da rede elétrica. Os sistemas eólicos baseados em DFIG tornaram-se bem conhecidos e amplamente instalados devido à sua alta eficiência, operação de velocidade variável, capacidade de potência ativa e reativa de quatro quadrantes, menores perdas de potência, conversor de potência com cerca de 30% da potência do gerador, estresse mecânico reduzido e, portanto, potência e torque pulsantes minimizados. Uma vez que o estator do DFIG e a rede estão conectados diretamente, durante condições de tensão de rede desbalanceadas, uma sequência negativa é adicionada ao fluxo do estator, resultando em um fluxo de grandes correntes de sequência negativa no rotor e no estator, causando flutuação de potência harmônica de segunda ordem no torque eletromagnético, o que pode causar desgaste de peças mecânicas. Sob condições de desequilíbrio, o controle de tensão CC no GSC é mais complexo pois os ripples de tensão CC não são causados apenas pelos distúrbios de tensão da rede, mas também pela potência ativa flutuante do RSC. O presente projeto tem como objetivo principal a implementação de uma plataforma experimental para o estudo dos geradores de energia eólica e sua respectiva conexão à rede elétrica da concessionária de energia. Esta plataforma será composta de um gerador eólico do tipo DFIG em escala reduzida utilizando uma máquina assíncrona trifásica com rotor bobinado e dupla alimentação. Além do gerador, a plataforma integrará os conversores estáticos e ainda o sistema de força motriz. À medida em que a plataforma estiver operacional, pode-se estudar o comportamento do acoplamento gerador-rede sob a influência de transitórios originados em ambos os lados: no gerador (mudança de vento) e na rede (afundamentos ou elevação de tensão, harmônicos). Pretende-se também propor soluções para a minimização dos efeitos destes problemas através da otimização do controle direto de potência.