Tese
Serviço ancilar de potência reativa de geradores síncronos: aspectos técnicos e regulatórios
Synchronous Generator Reactive Power Service: Technical and Regulatory Aspects
Registro en:
BARBUY, Heraldo Silveira. Synchronous Generator Reactive Power Service: Technical and Regulatory Aspects. 2008. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.
Autor
Barbuy, Heraldo Silveira
Institución
Resumen
This work analyzes the technical and regulatory aspects of reactive
power supply ancillary services of synchronous generators and emphasizes that Brazilian
rules do not stimulate investment for such purpose and this can degrade those resources.
In the past, the electrical worldwide systems used to have a centralized
public utility which could include the several costs of ancillary services for electric power
supply in the final price of the active power. After the privatization and decentralization,
there was the need to separate the remuneration for such ancillary services.
The resolutions that rule the reactive power ancillary services of
synchronous generators have developed differently in several world regions. In this work it is
given a description of some foreign legislations, which are then compared to the present
status of Brazilian legislation, indicating its questionable aspects.
Indexes are proposed for the selection of generators to supply reactive
power to some electric power system area. It is proposed the public bidding for this supply
taking the indexes into account, so that the price will depend on the effective contribution of
each generator to the voltage rise in the target area. Simulations are presented to illustrate that
the generator choice depends upon its localization.
The need of reactive power support to improve the security margin
against voltage collapse can be indicated by several indexes. It is shown a top view of the
voltage collapse proximity indicators, with emphasis to those selected for this work. Often
the electric power system operators call for a reactive power redispatch for voltage profile
correction, but it is shown that sometimes this procedure leads to a risk of voltage collapse
The dynamical behavior of synchronous generator excitation systems is
very important for the reactive power dispatch. The operator requirements from Brazil, USA
and Canada are presented. It is proposed a technique for voltage regulator adjustment, taking
into account the time constant, the regulation error and the ceiling voltage, with illustration
by means of simulations.
Concluding, several suggestions are synthesized towards the evolution
of the legislation concerning to reactive power supply from synchronous generators. Doutor em Ciências Este trabalho analisa aspectos técnicos e regulatórios dos serviços
ancilares de geradores síncronos, no suporte de reativos, e enfatiza que as regras brasileiras,
não estimulam investimentos para atender este propósito e isto pode degradar estes recursos.
No passado, os sistemas elétricos ao redor do mundo costumavam ser
serviços públicos centralizados que podiam incluir os vários custos dos serviços ancilares do
suprimento de energia elétrica no preço final da potência ativa. Após a privatização e a
descentralização foi necessário separar a remuneração dos serviços ancilares.
As resoluções que regem o serviço ancilar de potência reativa dos
geradores síncronos vêm evoluindo de modo diferente, em diversas regiões do mundo. Neste
trabalho são descritas algumas legislações estrangeiras, as quais são comparadas com a
legislação brasileira, indicando aspectos polêmicos da mesma.
São propostos índices para seleção de geradores, destinados ao suporte
de reativos para certa área do sistema elétrico. É proposta a concorrência pública para este
fornecimento, considerando estes índices, de modo que o preço dependerá da contribuição
efetiva de cada gerador para a elevação da tensão na área alvo. São apresentadas simulações
ilustrando que a escolha do gerador depende de sua localização.
A necessidade de suporte de potência reativa para melhorar a margem
de segurança, em relação ao colapso de tensão, pode ser indicada por diversos índices. É
apresentada uma visão panorâmica dos indicadores de proximidade do colapso de tensão,
com ênfase nos utilizados neste trabalho. Freqüentemente os operadores de sistemas elétricos
solicitam um re-despacho de potência reativa para corrigir o perfil de tensão, mas é mostrado
que algumas vezes este procedimento leva a um risco de colapso de tensão.
O comportamento dinâmico dos sistemas de excitação dos geradores
síncronos é de fundamental importância durante o despacho de potência reativa. São
apresentadas exigências de operadores do Brasil, dos EUA e do Canadá. É proposta uma
técnica para ajuste do regulador de tensão, considerando a constante de tempo, o erro de
regulação e a tensão de teto ( ceiling voltage ), com ilustração por meio de simulações.
Finalizando, foram sintetizadas diversas sugestões para a evolução da
legislação pertinente ao fornecimento de potência reativa pelos geradores síncronos.