Análise da influência da variação do vento na qualidade da energia elétrica em uma unidade eólica empregando-se o ATP

Abstract

Atualmente, verifica-se uma crescente conscientização a favor do meio ambiente e, por consequência, uma nova por produção de energia de forma eficiente e sem causar grandes impactos à natureza. Em função disso, foram tomadas medidas a fim de se impulsionar o aproveitamento das fontes de energias renováveis. Neste contexto, destaca-se a energia eólica, que vem apresentando um crescimento expressivo nos últimos anos. Entre as topologias desse tipo de geração, a de velocidade variável com gerador síncrono vem se sobressaindo, tornando-se cada vez mais frequente nos novos empreendimentos. Isso se justifica devido ao seu melhor rendimento e à sua maior versatilidade durante a operação. Mediante a crescente participação desta fonte de energia na matriz energética e do comportamento intermitente do vento, tem-se hoje a necessidade de estudos acerca dos impactos deste tipo de geração sobre a rede elétrica. Nesse contexto, surgiu a ideia de desenvolvimento do presente trabalho, que objetiva desenvolver a modelagem e efetuar simulações computacionais no software ATP (Alternative Transient Program) da supracitada topologia. Além disso, este estudo propõe-se a mensurar a qualidade da energia em dois pontos do sistema modelado para diversos regimes de ventos. São medidos os valores eficazes de tensão e corrente, o fator de potência, desequilíbrio de tensão e as distorções harmônicas e inter-harmônicas em cada um dos pontos, para cada uma das condições avaliadas. Os resultados são exibidos de forma a tornar possível a análise dos efeitos das oscilações presentes no sistema eólico (mudanças nos ventos) e na rede, e ainda, a avaliação dos indicadores da qualidade da energia elétrica no que concerne os limites impostos pelas normas reguladoras. Para todas as situações de vento analisadas, o sistema se provou apto a operar dentro das normas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Nowadays, there is a growing awareness about efficient energy production and, consequently, a new efficient way of energy production without serious impacts on the environment. Concerning this issue, measurements were taken in order to boost the use of renewable energy sources. Within this context, emerges the wind power, which has shown significant growth in recent years. Among the topologies of this type of generation, the one with variable speed and synchronous generator has been highlighted, becoming more frequent in new enterprises. This event is due to the better efficiency and versatility during operation. Given the growing participation of this energy source in the energy matrix and the intermittent behavior of wind, there is a growing demand for studies about the impact of this type of generation on the grid. In this context, arose the idea of the present work, which is directed to modeling and virtually simulating of the mentioned topology on software ATP (Alternative Transient Program). In addition, this study aims to measure the power quality in two points of the system modeled, for various wind regimes. With this purpose measurements are made regarding the effective values of voltage and current, voltage unbalance, power factor and the harmonic and inter-harmonic distortions in each of the points, for each one of the evaluated conditions. Furthermore, the results are displayed in order to enable the analysis of the oscillation effects on the wind system (wind variance) and on the grid. Beyond that, the mentioned results must allow the evaluation of the electrical energy quality concerning the limits imposed by the regulatory standards. For every wind behavior simulated, the system presented energy quality indicators within the national and international standards.