CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O constante aumento da demanda energÃtica de um paÃs à sempre alvo de preocupaÃÃo para os operadores de sistemas. Isto implica diretamente no aumento do grau de exigÃncia dos novos procedimentos de rede. Dentre outros tipos de exigÃncia, o ONS (Operador Nacional do Sistema ElÃtrico), solicita, por exemplo que a tensÃo contratada seja controlada pelo solicitante em nÃveis entre 0,95 e 1,05 p.u. (230kV). Quando existem no sistema, centrais eÃlicas de geraÃÃo baseados em mÃquina de induÃÃo duplamente alimentada, esta preocupaÃÃo à ainda maior. Isto porque este tipo de mÃquina, possui seu estator conectado diretamente à rede, tendo, por sua vez, maior sensibilidade a oscilaÃÃes de tensÃo. Sabendo disto, nos Ãltimos anos a eletrÃnica de potÃncia tem estado cada vez mais presente no setor elÃtrico, a exemplo do Static Synchronous Compensator, o STATCOM, que atravÃs do gerenciamento da potÃncia reativa, pode melhorar e muito a ponto de atà anular efeitos causados por oscilaÃÃo de tensÃo. Visando uma aplicaÃÃo semelhante a esta, este trabalho investiga a operaÃÃo conjunta entre o STATCOM e centrais eÃlicas no que diz respeito ao suporte à tensÃo do sistema no qual esta incorporaÃÃo à conectada. Decidiu-se basear o estudo num cenÃrio existente no nordeste brasileiro pois desta forma, à possÃvel ter noÃÃo dos reais efeitos que um STATCOM pode trazer, positivamente, ao sistema. Este trabalho apresenta uma tÃcnica para dimensionamento do STATCOM bem como discussÃes gerais sobre possÃveis desvantagens desta aplicaÃÃo. AlÃm disso, à utilizado dois softwares para elaboraÃÃo dos resultados: MatLab, que atravÃs de scripts calcula todos pontos de interesse para a anÃlise; e ANAREDE, para verificaÃÃo e comparaÃÃo dos resultados obtidos atravÃs do primeiro software. E ainda, este estudo mostra que o script desenvolvido à capaz de designar resultados que se aproximam bastante das respostas do ANAREDE, que sÃo conferidos atravÃs do comportamento do erro das respostas de ambos os programas. Por fim, com objetivo de mostrar o funcionamento dos modos de operaÃÃo do STATCOM conectado ao sistema, sÃo explicitados resultados retirados pelo software PSCAD para um cenÃrio diferente do estudado. / The constant increase in energy demand of a country is always the target of concern for system operators. This implies directly in increasing degree of requirement of the new grid procedures. Among other types of requirement, the ONS (National Electricity System Operator), requests, for example that the tension is controlled by contractor requestor is always controlled between 0.95 and 1.05 p.u.. When there are in the system, wind generation plants based on doubly fed induction machine, this concern is even greater. This is because this type of machine, has its stator connected directly to the network, and in turn more sensitive to voltage fluctuations. Knowing this, in recent years the power electronics is being increasingly present in the electricity sector to mitigate these failures, the example of Static Synchronous Compensator, the STATCOM, that through the management of reactive power, can improve and the point until oscillation effects of annular tension. Targeting an application similar to this, this work brings an idea of STATCOM operating in conjunction with wind farms on serviceability of the desired bar voltage. It was decided to base the study on existing scenario in northeastern Brazil because this way, you can get a sense of the real effects of a STATCOM can bring, positively, to the system. This paper presents a technique for STATCOM sizing as well as general discussions about possible disadvantages of this application. In addition, is used two softwares for preparation of results: MatLab, which through scripts calculates all points of interest for analysis; and ANAREDE, for verification and comparison of the results obtained through the first software .

Thesis (M.S.)--Ohio State University, 2008. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 153-154).

A presente dissertação tem como objetivo estudar e aprimorar métodos de projetos de controladores para sistemas de potência, sendo que esse trabalho trata da estabilidade dinâmica de sistemas de potência e, portanto, do projeto de controladores amortecedores de oscilações eletromecânicas para esses sistemas. A escolha dos métodos aqui estudados foi orientada pelos requisitos que um estabilizador de sistemas de potência (ESP) deve ter, que são robustez, descentralização e coordenação. Sendo que alguns deles tiveram suas características aprimoradas para atender a esses requisitos. A abordagem dos métodos estudados foi restringida à análise no domínio tempo, pois a abordagem temporal facilita a modelagem das incertezas paramétricas, para atender ao requisito da robustez, e também permite a formulação do controle descentralizado de maneira simples. Além disso, a abordagem temporal permite a formulação do problema de projeto utilizando desigualdades matriciais lineares (LMI’s), as quais possuem como vantagem o fato do conjunto solução ser sempre convexo e a existência de algoritmos eficientes para o cálculo de sua solução. De fato, existem diversos pacotes computacionais desenvolvidos no mercado para o cálculo da solução de um problema de inequações matriciais lineares. Por esse motivo, os métodos de projeto para controladores de saída buscam sempre colocar o problema na forma de LMI’s, tendo em vista que ela garante a obtenção de solução, caso essa solução exista. / The current work aims to study and improve the power system controllers design methods. And we are interested in the dynamic stability of power systems, and thus, in the design of electromechanical oscillations damping controllers. The design methods studied here were chosen to fill the requirements that a power system stabilizer (PSS) must obey, that are robustness, decentralization and coordination. And the characteristics of some of these methods were improved and extended in order to meet these requirements. The approach of the studied methods is restricted to the time domain analysis because of the easiness to model the parametric uncertainties, to meet the robustness requirement, and because it also simplifies the formulation of the decentralized control problem. Moreover the time domain approach allows one to use linear matrix inequalities (LMI’s) to formulate the design problem, which has the advantages that the solution set is always convex, and that there exists efficient algorithms to compute its solution. There are several software packages developed, in the market, to solve the problem of linear matrix inequality. So that the design methods using output controllers always try to formulate this problem in the form of an LMI, because it guarantees that one can obtain a solution for the problem, in the case that this solution exists.

A presente dissertação tem como objetivo estudar e aprimorar métodos de projetos de controladores para sistemas de potência, sendo que esse trabalho trata da estabilidade dinâmica de sistemas de potência e, portanto, do projeto de controladores amortecedores de oscilações eletromecânicas para esses sistemas. A escolha dos métodos aqui estudados foi orientada pelos requisitos que um estabilizador de sistemas de potência (ESP) deve ter, que são robustez, descentralização e coordenação. Sendo que alguns deles tiveram suas características aprimoradas para atender a esses requisitos. A abordagem dos métodos estudados foi restringida à análise no domínio tempo, pois a abordagem temporal facilita a modelagem das incertezas paramétricas, para atender ao requisito da robustez, e também permite a formulação do controle descentralizado de maneira simples. Além disso, a abordagem temporal permite a formulação do problema de projeto utilizando desigualdades matriciais lineares (LMI’s), as quais possuem como vantagem o fato do conjunto solução ser sempre convexo e a existência de algoritmos eficientes para o cálculo de sua solução. De fato, existem diversos pacotes computacionais desenvolvidos no mercado para o cálculo da solução de um problema de inequações matriciais lineares. Por esse motivo, os métodos de projeto para controladores de saída buscam sempre colocar o problema na forma de LMI’s, tendo em vista que ela garante a obtenção de solução, caso essa solução exista. / The current work aims to study and improve the power system controllers design methods. And we are interested in the dynamic stability of power systems, and thus, in the design of electromechanical oscillations damping controllers. The design methods studied here were chosen to fill the requirements that a power system stabilizer (PSS) must obey, that are robustness, decentralization and coordination. And the characteristics of some of these methods were improved and extended in order to meet these requirements. The approach of the studied methods is restricted to the time domain analysis because of the easiness to model the parametric uncertainties, to meet the robustness requirement, and because it also simplifies the formulation of the decentralized control problem. Moreover the time domain approach allows one to use linear matrix inequalities (LMI’s) to formulate the design problem, which has the advantages that the solution set is always convex, and that there exists efficient algorithms to compute its solution. There are several software packages developed, in the market, to solve the problem of linear matrix inequality. So that the design methods using output controllers always try to formulate this problem in the form of an LMI, because it guarantees that one can obtain a solution for the problem, in the case that this solution exists.

A presente dissertação tem como objetivo estudar e aprimorar métodos de projetos de controladores para sistemas de potência, sendo que esse trabalho trata da estabilidade dinâmica de sistemas de potência e, portanto, do projeto de controladores amortecedores de oscilações eletromecânicas para esses sistemas. A escolha dos métodos aqui estudados foi orientada pelos requisitos que um estabilizador de sistemas de potência (ESP) deve ter, que são robustez, descentralização e coordenação. Sendo que alguns deles tiveram suas características aprimoradas para atender a esses requisitos. A abordagem dos métodos estudados foi restringida à análise no domínio tempo, pois a abordagem temporal facilita a modelagem das incertezas paramétricas, para atender ao requisito da robustez, e também permite a formulação do controle descentralizado de maneira simples. Além disso, a abordagem temporal permite a formulação do problema de projeto utilizando desigualdades matriciais lineares (LMI’s), as quais possuem como vantagem o fato do conjunto solução ser sempre convexo e a existência de algoritmos eficientes para o cálculo de sua solução. De fato, existem diversos pacotes computacionais desenvolvidos no mercado para o cálculo da solução de um problema de inequações matriciais lineares. Por esse motivo, os métodos de projeto para controladores de saída buscam sempre colocar o problema na forma de LMI’s, tendo em vista que ela garante a obtenção de solução, caso essa solução exista. / The current work aims to study and improve the power system controllers design methods. And we are interested in the dynamic stability of power systems, and thus, in the design of electromechanical oscillations damping controllers. The design methods studied here were chosen to fill the requirements that a power system stabilizer (PSS) must obey, that are robustness, decentralization and coordination. And the characteristics of some of these methods were improved and extended in order to meet these requirements. The approach of the studied methods is restricted to the time domain analysis because of the easiness to model the parametric uncertainties, to meet the robustness requirement, and because it also simplifies the formulation of the decentralized control problem. Moreover the time domain approach allows one to use linear matrix inequalities (LMI’s) to formulate the design problem, which has the advantages that the solution set is always convex, and that there exists efficient algorithms to compute its solution. There are several software packages developed, in the market, to solve the problem of linear matrix inequality. So that the design methods using output controllers always try to formulate this problem in the form of an LMI, because it guarantees that one can obtain a solution for the problem, in the case that this solution exists.

Thesis (M.Eng.)--University of Wollongong, School of Electrical, Computer & Telecommunications Engineering. / Typescript. Includes bibliographical references: leaf 143-147.