Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/64585| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Adaptação do modelo genérico WECC de aerogeradores para estudos de transitórios eletromecânicos para atendimento aos requisitos regulatórios do Operador Nacional do Sistema Elétrico no Brasil |
| Autor : | Costa, Raphael Fernandes Sales |
| Tutor: | Leão, Ruth Pastôra Saraiva |
| Palabras clave : | Transitórios eletromecânicos;Controle de frequência;Inércia sintética;Sistemas de potência;Energia eólica |
| Fecha de publicación : | 2022 |
| Citación : | COSTA, Raphael Fernandes Sales. Adaptação do modelo genérico WECC de aerogeradores para estudos de transitórios eletromecânicos para atendimento aos requisitos regulatórios do Operador Nacional do Sistema Elétrico no Brasil. 2022. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Fortaleza, 2022. |
| Resumen en portugués brasileño: | O aumento de usinas eólicas com conversores de frequência e a consequente redução de usinas convencionais de geração de energia elétrica têm contribuído para a diminuição da inércia dos sistemas elétricos de potência (SEP), trazendo novos desafios à estabilidade dos sistemas elétricos. Estudos de estabilidade de sistemas de potência com usinas de geração conectadas à rede por conversores eletrônicos demandam grande esforço computacional. Para contornar as limitações computacionais para análise de SEP de médio e grande porte, bem como as questões relacionadas ao sigilo comercial dos modelos proprietários dos fabricantes de aerogeradores, o Western Electric Coordinating Council (WECC) desenvolveu modelos genéricos não proprietários de aerogeradores. Este trabalho propõe uma adaptação nos modelos genéricos WECC, com ajustes nos controles e parametrizações, necessários para estudos de estabilidade eletromecânica segundo os critérios regulatórios do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) no Brasil. O objetivo do trabalho é demonstrar que o modelo genérico adaptado do aerogerador WECC é capaz de responder satisfatoriamente a desvios de frequência e tensão na rede externa à usina eólica. A avaliação da resposta do modelo WECC adaptado é feita no sistema teste IEEE de 5 barras, e em seguida um estudo de caso é realizado em uma sub-região do Sistema Interligado Nacional (SIN) correspondente ao estado do Ceará, para verificação da estabilidade de frequência do sistema. O sistema equivalente foi obtido a partir dos modelos do SIN disponibilizados pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), com a utilização de ferramentas desenvolvidas em Python para selecionar as barras de interesse e injeções de potência ativa ou cargas equivalentes nas fronteiras. As simulações deste trabalho foram avaliadas situações com e sem a participação das usinas eólicas no controle de frequência. Nos estudos de caso analisados, verificou-se que a estabilidade do sistema pode ficar comprometida na ocorrência de uma grande perturbação quando as usinas eólicas não participam no controle de frequência. Os resultados de simulações mostram que usinas eólicas com o modelo adaptado são capazes de contribuir para o controle da frequência do SEP para os casos de desvios de frequência e sua resposta corresponde aos requisitos dos Procedimentos de Rede do ONS. Além disso, o modelo adaptado também suporta corretamente o tempo especificado para variações momentâneas de tensão de diferentes magnitudes, o que permite a sua utilização em sistemas de grande porte. |
| Abstract: | The increase in wind farms with frequency converters and the consequent reduction in conventional power generation plants have contributed to the decrease in inertia of electrical power systems (EPS), bringing new challenges to the stability of electrical systems. Stability studies of power systems with generation plants connected to the grid by electronic converters demand great computational effort. To circumvent computational limitations for medium and large SEP analysis, as well as issues related to trade secrecy of wind turbine manufacturers’ proprietary models, the Western Electric Coordinating Council (WECC) developed non-proprietary generic wind turbine models . This work proposes an adaptation in the WECC generic models, with adjustments in the controls and parameterizations, necessary for electromechanical stability studies according to the regulatory criteria of the National Electric System Operator (ONS) in Brazil. The objective of this work is to demonstrate that the generic model adapted from the WECC wind turbine is able to satisfactorily respond to frequency and voltage deviations in the network external to the wind farm. The evaluation of the response of the adapted WECC model is carried out in the IEEE 5-bus test system, and then a case study is carried out in a sub-region of the National Interconnected System (SIN) corresponding to the state of Ceará, to verify the stability of system frequency. The equivalent system was obtained from the SIN models provided by the Energy Research Company (EPE), using tools developed in Python to select the buses of interest and active power injections or equivalent loads at the borders. The simulations of this work were evaluated situations with and without the participation of wind farms in frequency control. In the case studies analyzed, it was found that the stability of the system can be compromised in the event of a major disturbance when wind farms do not participate in frequency control. The simulation results show that wind farms with the adapted model are able to contribute to the control of the SEP frequency in cases of frequency deviations and their response corresponds to the requirements of the ONS Grid Procedures. In addition, the adapted model also correctly supports the specified time for momentary voltage variations of different magnitudes, which allows its use in large scale systems. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64585 |
| Aparece en las colecciones: | DEEL - Dissertações defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2022_dis_rfscosta.pdf | 5,9 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.