Conversor Multinível Híbrido para Suportabilidade a Faltas em Aerogeradores DFIG
Nome: ARTHUR EDUARDO ALVES AMORIM
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 20/03/2020
Orientador:
Nome |
Papel |
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| DOMINGOS SÁVIO LYRIO SIMONETTI | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| DOMINGOS SÁVIO LYRIO SIMONETTI | Orientador |
| FLÁVIO DUARTE COUTO OLIVEIRA | Examinador Externo |
| LUCAS FRIZERA ENCARNAÇÃO | Examinador Interno |
| TIARA RODRIGUES SMARSSARO DE FREITAS | Examinador Externo |
| VICTOR FLORES MENDES | Examinador Externo |
Resumo: Sistemas de conversão de energia eólica que utilizam o DFIG como gerador tem tido uma participação significativa na matriz de energia elétrica de muitos países, acompanhando o aumento da produção de energia eólica. Com a maior relevância desses geradores para o sistema elétrico, os códigos de rede têm sido atualizados restringindo cada vez mais os requisitos de conexão, uma vez que a estabilidade de toda a rede elétrica pode ser comprometida devido a falhas nesses equipamentos. Para o DFIG as requisições dos procedimentos de rede para suportabilidade às faltas são críticas, haja vista que esse gerador é extremamente susceptível a distúrbios na tensão da rede. Afundamentos de tensão no ponto de conexão do gerador tem potencial para gerar tensões e correntes destrutivas no circuito de rotor. A adequação de aerogeradores baseados em DFIG aos requisitos dos códigos de rede, sem comprometer a operação segura de seus componentes vem sendo tema de diversas pesquisas na atualidade. Uma proposta para a solução desse problema é explorada neste trabalho. A proposta apresentada aqui utiliza uma topologia diferente de conversor eletrônico empregando um conversor multinível híbrido. Ao longo do texto a justificativa para a utilização dessa topologia, bem como o projeto e a estratégia de controle deste sistema são detalhados. Resultados obtidos por meio de simulação computacional no PSCAD para um gerador de 2MW são utilizados para demonstrar a efetividade da solução proposta. Esses resultados apresentam as principais variáveis de interesse no DFIG durante afundamentos equilibrados e desequilibrados, e ainda sua capacidade de injetar potência reativa e auxiliar na recuperação da tensão da rede. Além disso, a contribuição da estratégia proposta com a estabilidade transiente do sistema elétrico ao qual o DFIG está conectado é verificada. Comprova-se que, para diferentes cenários, a geração de potência permanece controlada enquanto as correntes no rotor são mantidas em níveis seguros para o conversor.
