Com a busca pela sustentabilidade no abastecimento de energia elétrica, a fonte eólica tem ganhado grande destaque na matriz energética global por possuir modelo de negócio consolidado, pois conta com aerogeradores modernos, naceles instalados em alturas cada vez maiores, geradores elétricos mais potentes e com sistemas de controle altamente tecnológicos. No Brasil, a energia eólica vem sendo a grande vencedora dos leilões de energia, aumentando de forma significativa seu portfólio pela viabilidade na construção de grandes complexos que devido à elevada potência instalada, realiza seu acesso ao Sistema Interligado Nacional (SIN) em níveis de tensão cada vez maiores, ou seja, em pontos mais sensíveis do sistema de transmissão. Motivado por esse crescimento e pela representatividade dos novos parques em pontos vitais do SIN, o objetivo desta dissertação é avaliar as diferentes metodologias e conceitos adotados como premissa no projeto do sistema de proteção aplicado a uma Central de Geração Eólica (CGE), apresentando como conclusão, além dos diagramas de sequência a serem utilizados no cálculo das correntes de curto-circuito, uma metodologia completa de definição dos ajustes de proteção para atender as especificidades construtivas dessas instalações. / Through the search for sustainability in electric power supply, the Eolic source has gained distinction in the global energetic matrix, as it has a consolidated business framework, which counts on modern wind turbines, nacelles installed at higher and higher altitudes, more powerful electric generators with high-technology control systems. In Brazil, Eolic energy has been the great winner in energy auctions, which has increased significantly its portfolio, due to its viability in the construction of large complexes. Having a high installed power capacity, these large projects enable access to the Sistema Interligado Nacional - SIN (National Interconnected System) at higher and higher voltage levels, that is, at more sensitive points of the transmission system. Motivated by all this development and by the representativeness of the new wind farms, installed at vital points of the SIN, the objective of this dissertation is to assess the different methodologies and concepts adopted as premise in the protection system project applied to a Central de Geração Eólica CGE (Eolic Generation Center). The conclusion presented herein, besides the sequence diagrams for the short circuit calculations, provides a complete methodology of definition of the protection adjustments required to comply with the building specificities of these installations.

Com a busca pela sustentabilidade no abastecimento de energia elétrica, a fonte eólica tem ganhado grande destaque na matriz energética global por possuir modelo de negócio consolidado, pois conta com aerogeradores modernos, naceles instalados em alturas cada vez maiores, geradores elétricos mais potentes e com sistemas de controle altamente tecnológicos. No Brasil, a energia eólica vem sendo a grande vencedora dos leilões de energia, aumentando de forma significativa seu portfólio pela viabilidade na construção de grandes complexos que devido à elevada potência instalada, realiza seu acesso ao Sistema Interligado Nacional (SIN) em níveis de tensão cada vez maiores, ou seja, em pontos mais sensíveis do sistema de transmissão. Motivado por esse crescimento e pela representatividade dos novos parques em pontos vitais do SIN, o objetivo desta dissertação é avaliar as diferentes metodologias e conceitos adotados como premissa no projeto do sistema de proteção aplicado a uma Central de Geração Eólica (CGE), apresentando como conclusão, além dos diagramas de sequência a serem utilizados no cálculo das correntes de curto-circuito, uma metodologia completa de definição dos ajustes de proteção para atender as especificidades construtivas dessas instalações. / Through the search for sustainability in electric power supply, the Eolic source has gained distinction in the global energetic matrix, as it has a consolidated business framework, which counts on modern wind turbines, nacelles installed at higher and higher altitudes, more powerful electric generators with high-technology control systems. In Brazil, Eolic energy has been the great winner in energy auctions, which has increased significantly its portfolio, due to its viability in the construction of large complexes. Having a high installed power capacity, these large projects enable access to the Sistema Interligado Nacional - SIN (National Interconnected System) at higher and higher voltage levels, that is, at more sensitive points of the transmission system. Motivated by all this development and by the representativeness of the new wind farms, installed at vital points of the SIN, the objective of this dissertation is to assess the different methodologies and concepts adopted as premise in the protection system project applied to a Central de Geração Eólica CGE (Eolic Generation Center). The conclusion presented herein, besides the sequence diagrams for the short circuit calculations, provides a complete methodology of definition of the protection adjustments required to comply with the building specificities of these installations.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS GUILHERME ZANCHETTIN.pdf: 1368217 bytes, checksum: 2ad7e15a270a9abefc8d6f85f3ba01e0 (MD5) Previous issue date: 2012-04-25 / The wind generation has stood out among the alternative sources and has experienced a high rate of penetration through the years. Thus, the electrical connection of wind power generation must be analyzed in detail to avoid or minimize the problems inherent this type of source can cause in electric power systems (SEP) and thereby preserve the voltage quality indicators and reliability. This paper deal about the integration of wind farms in SEP, equipped with squirrel-cage induction generator based fixed speed wind turbines (AVV-SCIG) and doublyfed induction generator based variable speed wind turbines (AVV-DFIG). The limits of integration of wind energy generation, i.e., the amount of power that the wind farm can provide the point-of-common-connection (PCC) while complying with certain interconnections requirements, are obtained considering static and transient aspects of the connection of wind farms. The topology adopted to represent, in a simplified way, the local characteristics of the connection between the wind farm and the SEP, as well as characterize the integration of wind generation from the parameters of the PCC, is the single machine infinite-bus system (MBI). Throughout the text also are presents the models used to represent the wind turbine and wind farm in studies of power systems, the main criteria specified to connection of this type of source in SEP and the main issues dealing with the problem of integration of generation wind. The analyzes aim to assess how the wind energy generation is impacted by technical criteria that consider static and transient aspects of the connection of wind farms, the technology used in energy conversion, the control strategy/operation and the characteristics of PCC. The results obtained allow to define which the stricts conditions for the integration of wind energy generation. For these analyzes are considered the criteria of the maximum allowable voltage variation at the connection point of the wind farm, the power range for the maximum transferable power to the electrical system and the fault ride through capability. / A geração eólica vem se destacando entre as fontes alternativas e tem experimentado um elevado índice de pene- tração ao longo dos anos. Assim, a conexão elétrica de parques eólicos precisa ser analisada detalhadamente a fim de evitar ou minimizar os efeitos que os problemas inerentes desse tipo de fonte, geração eólica, podem causar em sistemas elétrico de potência (SEP) e com isso preservar os indicadores de qualidade de tensão e confiabilidade. Este trabalho trata da integração de centrais eólicas em SEP, equipadas com aerogeradores de velocidade fixa com gerador de indução de rotor em gaiola (AVF-SCIG) e aerogeradores de velocidade variável com gerador de indução duplamente alimentado (AVV-DFIG). Os limites de inserção de geração eólica, i.e., a quantidade de potência que o parque eólico pode fornecer ao ponto comum de conexão (PCC) tendo que atender certos critérios da integração, são obtidos considerando aspectos estáticos e transitórios da conexão de centrais eólicas. A topologia adotada para representar, de maneira simplificada, as características locais de conexão entre o parque eólico e o SEP, assim como caracterizar a inserção de geração eólica a partir dos parâmetros do PCC, é o modelo máquina barra-infinita (MBI). Ao longo do texto também são apresentados os modelos empregados para representar tanto o aerogerador quanto o parque eólico em estudos de sistemas de potência, os principais critérios especificados para a conexão desse tipo de fonte em SEP e as principais questões que tratam do problema de inserção de geração eólica. As análises têm por objetivo avaliar como a inserção de geração eólica é impactada por critérios técnicos que consideram aspectos estáticos e transitórios da conexão de centrais eólicas, pela tecnologia empregada na conversão de energia, pela estratégia de controle/operação e pelas características do PCC. Os resultados obtidos permitem definir quais as condições mais severas à inserção de geração eólica. Para estas análises são considerados os critérios da máxima variação de tensão admissível no ponto de conexão da central eólica, a margem de potência relativamente à máxima potência transferível ao sistema elétrico e a capacidade de sustentação durante faltas.