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Type: Dissertação
Title: Controle carga-frequência em sistemas com alta penetração de geração eólica e geração hidráulica
Author: Silva, Gabriel Schreider da
First Advisor: Oliveira, Edimar José de
Co-Advisor: Oliveira, Leonardo Willer de
Referee Member: Moraes, Camile Arêdes
Referee Member: Passos Filho, João Alberto
Resumo: Os sistemas de geração eólica, geralmente, não contribuem para a inércia do sistema, dado que são conectados à rede elétrica através de interfaces eletrônicas na maioria dos casos. Estas interfaces desacoplam a velocidade de rotação do rotor dos geradores eólicos da frequência elétrica da rede. Além disso, normalmente, as turbinas eólicas operam no ponto de máxima potência e, portanto, não possuem reserva de geração para lidar com os desequilíbrios entre carga e geração do sistema. Um outro fator complicador é a alta variabilidade da velocidade do vento. Logo, as usinas eólicas, geralmente, não participam da resposta inercial e dos controles primário e secundário de frequência, que exigem a existência de reserva de geração. Neste sentido, o presente trabalho aborda a inclusão da geração eólica no controle carga-frequência de Sistemas Elétricos de Potência (SEPs), compostos por usinas eólicas e hidráulicas, através da estratégia de controle denominada Gerador Síncrono Virtual (GSV), aliada à operação descarregada das turbinas eólicas. Dessa forma, os geradores eólicos passam a fornecer resposta inercial, através da inércia virtual, e podem participar da regulação de frequência do sistema, uma vez que possuem reserva de geração. A estratégia proposta, além de promover a redução dos desvios de frequência do sistema, também reduz a resposta inversa das turbinas hidráulicas e promove amortecimento de oscilações de intercâmbio, devido à rápida ação do GSV.
Abstract: Wind generation systems do not have inertia since they are generally connected to the grid through electronic interfaces. These equipment decouple the rotating speed of the wind generator rotor from the electrical grid frequency. In addition, wind turbines normally operate at the maximum power point and, therefore, do not have generation reserve to deal with imbalances between load and generation. Another complicating factor is the high variability of wind speed. Therefore, wind power plants generally do not participate in primary and secondary frequency controls, which require the existence of a generation reserve. In this regard, the present work deals with the inclusion of wind generation in the load frequency control of Electrical Power Systems (EPS) composed by wind and hydraulic power plants, through the control strategy called virtual synchronous generator (VSG), combined with the de-loaded operation of wind turbines. In this way, wind generators start to provide inertial response, through virtual inertia, and can participate in the frequency regulation of the system, since they have generation reserve. The proposed strategy, in addition to promoting the reduction of system frequency deviations, also reduces the inverse response of the hydraulic turbines and promotes damping of interchange oscillations, due to the high speed action of the VSG.
Keywords: Geração eólica
Controle carga-frequência
Gerador síncrono virtual
Inércia virtual
Geração hidráulica
Resposta inversa
Amortecimento de intercâmbio
Wind generation
Load frequency control
Virtual synchronous generator
Virtual inertia
Hydro generation
Inverse response
Tie-line damping
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15404
Issue Date: 27-Feb-2023
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