Dissertação
Uma contribuição à modelagem de complexos eólicos contendo geradores especiais para atenuação das componentes harmônicas
Registration in:
NAVES, Paulo Henrique Barbosa. Uma contribuição à modelagem de complexos eólicos contendo geradores especiais para atenuação das componentes harmônicas. 2007. 131 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.
Author
Naves, Paulo Henrique Barbosa
Institutions
Abstract
Most of the wind energy conversion systems (WECS) currently in operation in the
world use asynchronous generators in the transformation of wind energy into electricity
energy. In Brazil, although it is recognized that the parcel of wind farms is still very reduced,
it is evidenced that the principle of the employed generation is mainly synchronous. Within
this principle, the turbine operates with variable speed and the synchronization of the
generation with the network connection is made through static frequency converters. In this
particular case it is noted that the currently available resources of simulation that uses the
highlighted technology here, are still scarce. Notably, the question aggravates when
considering that the used generating machines do not consist in conventional synchronous
units, the wind technology prioritizes the employment of special six-phase synchronous
generators. This fact guided the subject of research of this dissertation, which presents a
proposal for the mathematical modeling of special six-phase synchronous generators in the
time domain, and aims at their application in the conversional systems of variable wind speed.
Having completed their representations and their computational implementation, there follows
a set of studies of the operational performance of these special machines inserted into a wind
complex. Objectifying the establishment of comparisons between these generators and
conventional three-phase generators, aspects such as wave forms, improvement of the
harmonic distortions, better performance of the damper windings, among others, are focused
and then the advantageous properties associated with the employment of these special
machine are highlighted throughout this dissertation. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Mestre em Ciências Grande parte dos sistemas de conversão de energia eólica (WECS) atualmente em
operação no mundo utiliza geradores assíncronos para a transformação da energia contida no
vento em energia elétrica. No Brasil, embora se reconheça que a parcela de centrais eólicas
ainda seja bastante reduzida, destaca-se que o princípio da geração empregada é
majoritariamente síncrona. Dentro deste princípio, a turbina opera com velocidade variável e
a sincronização da geração à rede de conexão é feita através de conversores estáticos de
freqüência. Neste particular ressalta-se que os recursos de simulação atualmente disponíveis
que utilizam a tecnologia aqui destacada, ainda são escassos. Notadamente, a questão se
agrava quando se considera que as máquinas geradoras utilizadas não se constituem em
unidades síncronas convencionais, mas sim, a tecnologia eólica prioriza o emprego de
geradores síncronos hexafásicos especiais. Este fato norteou o tema de pesquisa desta
dissertação, a qual apresenta uma proposta de modelagem matemática destinada à
representação de geradores síncronos hexafásicos especiais no domínio do tempo, visando
aplicações em sistemas de conversão de energia eólica de velocidade variável. A partir da
representação feita e sua implementação computacional, procede-se a um conjunto de estudos
de desempenho operacional da máquina especial inserida num complexo eólico. Objetivando
o estabelecimento de termos comparativos com um parque constituído por geradores trifásicos
convencionais, aspectos associados com formas de onda, melhoria das distorções harmônicas,
melhor desempenho dos enrolamentos amortecedores, dentre outros, são focados e discutidos
no âmbito desta dissertação e permitem ressaltar propriedades vantajosas atreladas com o
emprego da máquina especial.