Tese
Desenvolvimento de modelo computacional de sistemas eólicos utilizando geradores síncronos para estudos de desempenho no contexto da qualidade da energia eletrica
Development of a computational modeling of wind energy conversion systems with synchronous generators for power quality studies
Registration in:
CARVALHO, Bismarck Castillo. Development of a computational modeling of wind energy conversion systems with synchronous generators for power quality studies. 2006. 233 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006.
Author
Carvalho, Bismarck Castillo
Institutions
Abstract
The majority of wind energy conversion systems (WECS) currently in operation
in the world uses asynchronous generators for the transformation of the energy contained in the wind into electric energy. In Brazil, although small the amount of wind
power stations, the existing units are mainly based on synchronous generation principles. This is in accordance with the technology named as German concept. Using this
technology, the turbine operates with variable speed since the synchronization of the
generation with the main grid is made through static frequency converters. Presently,
the schemes using variable speed have not yet been followed by comprehensive computational simulation resources to provide means for assessment procedures and operating
studies. This fact guided the subject of this thesis research topic, which directed to
the development of a software destined to the modeling and studies of wind parks of
variable speed taking into account aspects concerning to power quality. The technique
here employed is based upon time domain representation. Therefore, a powerful tool to
cope with both transient and steady state conditions is obtained. Within this context,
distinct operational and real site situations of the electric utility grid at the point of
common coupling are evaluated. The impacts on the power quality indexes emphasize
the potentiality of the program as a tool to evaluate the connections of new wind parks
to the interconnected power system. Doutor em Ciências Grande parte dos sistemas de conversao de energia eólica (WECS) atualmente em operação no mundo utiliza geradores assíncronos para a transformação da energia contida no vento em energia ellétrica. No Brasil, embora se reconheça que a parcela de centrais eólicas ainda seja bastante reduzida, destaca-se que o princípio da geração
empregada e majoritariamente síncrona, o que está em consonância com a tecnologia denominada por conceito alemão. Dentro deste princípio, a turbina opera com veloci
dade variável e a sincronização da geração com a rede é feita através de conversores estáticos de frequência. Neste particular ressalta-se que os recursos de simulação atual
mente disponíveis, e que utilizam a tecnologia aqui destacada, ainda são escassos. Este fato norteou o tema de pesquisa desta tese, o qual encontra-se direcionado para o de
senvolvimento de um software destinado µa modelagem e estudos de desempenho de parques eolicos de velocidade variável e sua correlação com aspectos associados com a
qualidade da energia elétrica. A técnica de modelagem empregada fundamenta-se no domínio do tempo e assim procedendo obtém-se uma ferramenta que contempla situa
ções transitórias e permanentes de funcionamento do complexo elétrico considerado.
Distintas situações operacionais e representativas de condições ideais e não ideais da rede elétrica de conexção são avaliadas e seus impactos sobre os indicadores de quali-
dade enfatizam a potencialidade do modelo/programa como ferramenta para estudos
de acesso de novas instalações ao sistema elétrico interligado.