Dissertação
Uma análise crítica das distorções harmônicas de correntes associadas a aerogeradores DFIG
A critical analysis of harmonic distortions of current associated with DFIG wind turbines
Registro en:
Autor
Lima, Michelly da Silva
Institución
Resumen
In the context of renewable energy generation schemes, wind farms occupy a prominent
position in the composition of the electrical energy matrix of the world scenario and of
Brazil. Notwithstanding the attractive features, when integrating these generation
complexes into the electric systems in operation, studies of the integration between new
and existing facilities are necessary. These issues cover a range of analyses, which aim
above all to ensure the operational guarantee of the AC grid in line with the applicable
legislation. Among the studies of the correlation between the new accesses and their
impacts upon the connection network stand out those related to the Quality of Energy. In
this scenario, in light of the recognition that the wind power units are interconnected to
the electrical networks through technologies involving electronic inverters, these
arrangements undoubtedly culminate in the production and injection of current harmonic
components. In order to guarantee acceptable standards of performance, the regulatory
bodies define conditions imposed on new accesses, which must be evaluated in the
planning stage of the installations. At this early step, performance studies are initially
based on databases provided by manufacturers. Such information, duly treated, thus
results in the impacts on the harmonic distortions of voltage at the Coupling Point with
the pre-existing grid. Although this is the procedure in practice, the fact is that after the
commissioning of the installations, values of current measured and associated with site
operation of the wind turbines can be quite different from those initially used. Among the
several reasons that may justify such differences, the presence of background distortions
at the PCC stands out. In this scenario, the present dissertation is focused on a critical
analysis between the orders and levels of the harmonic currents actually found in the
measurements and those initially associated with the manufacturers' databases. Studies
involving traditional analysis made up based on the frequency domain techniques,
corroborated with performance evaluations in the time domain are use to support the
analyses made. FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Dissertação (Mestrado) No contexto das instalações de energia renovável, os parques eólicos ocupam posição de
destaque na composição da matriz energética do cenário mundial e do Brasil. Não
obstante os atrativos oferecidos, quando da inserção destes complexos de geração nos
sistemas elétricos em operação, estudos avaliativos da integração entre as novas
instalações e as existentes se fazem necessários. Estas questões abrangem um conjunto
de análises, que visam, sobretudo, a garantia operacional da Rede Básica em consonância
com as legislações aplicáveis. Dentre os estudos da correlação entre os novos acessos e
seus impactos sobre a rede de conexão destacam-se aqueles diretamente afeitos à
Qualidade da Energia. Neste cenário, à luz do reconhecimento que as unidades de geração
eólicas são interligadas às redes elétricas através de tecnologias envolvendo inversores
eletrônicos, estes arranjos culminam, indubitavelmente, na produção e injeção de
componentes harmônicas de corrente. Visando, pois, a garantia dos padrões de
desempenho aceitáveis, os mencionados órgãos reguladores definem condições impostas
aos novos acessantes, as quais devem ser avaliadas ainda na fase de planejamento das
instalações. Nesta etapa inicial, os estudos de desempenho são, à princípio, embasados
em bancos de dados fornecidos pelos fabricantes. Tais informações, devidamente
tratadas, resultam, assim, nos impactos sobre as distorções harmônicas de tensão no Ponto
de Acoplamento com as redes preexistentes. Não obstante este seja o procedimento
praticado, o fato é que, após o comissionamento das instalações, valores de correntes
medidas e associadas com o funcionamento dos aerogeradores podem se mostrar bastante
discrepantes daquelas inicialmente utilizadas. Dentre os vários motivos que podem
justificar tais diferenças sobressai a presença de pré-distorções existentes nas barras de
conexão. Inserido pois neste cenário, a presente dissertação encontra-se centrada numa
análise crítica entre as ordens e níveis das correntes harmônicas efetivamente encontradas
nas medições e aquelas inicialmente associadas com os bancos de dados dos fabricantes.
Estudos envolvendo processos de análise tradicionais no domínio da frequência,
corroborados com avaliações de desempenho no domínio do tempo são utilizados para
consubstanciar as análises feitas.