A inserção e a expansão da geração distribuída (GD) trazem desafios intrínsecos
relacionados, sobretudo, a confiabilidade e operação do sistema elétrico de potência
(SEP), o que resulta em uma mudança de paradigma imposta aos sistemas de
distribuição de energia. Dentre os desafios e oportunidades associados à geração
distribuída, destaca-se a operação ilhada dos sistemas de distribuição e
microrredes. Nesse contexto, esse trabalho propõe estratégias operacionais e de
controle para viabilizar a operação de sistema eólicos. O controle proposto baseia-se
em uma malha de controle suplementar, adicionada à malha de controle de
velocidade da unidade eólica. A malha de controle proposta consiste em uma quebra
de paradigma para o controle da tensão no barramento CC, pois nos sistemas
tradicionais essa tensão é normalmente controlada apenas pelo banco de baterias.
Através do controle suplementar proposto, torna-se possível reduzir o número e a
duração de atuações do banco de baterias, aumentando sua vida útil. Propõe-se
ainda, como contribuição, uma metodologia para o dimensionamento mínimo do
sistema de armazenamento de energia baseado em banco de baterias para permitir
a operação ilhada autônoma de sistemas eólicos. Esse dimensionamento considera
um degrau de carga máximo que deverá ser atendido pelo sistema. Por fim, as
estratégias operacionais e de controle propostas em conjunto com o sistema de
armazenamento de energia são avaliadas e validadas por meio de análises
matemáticas e simulações no domínio do tempo utilizando o sistema proposto. Os
resultados obtidos demonstraram que o controle proposto permitiu a operação
autônoma de um sistema eólico baseado em gerador síncrono com conversor
estático completo. / The insertion and expansion of distributed generation bring about intrinsic
challenges, especially concerning to the reliability and operation of the electric power
system, which results in a paradigm shift imposed on power distribution systems.
Among the challenges and opportunities associated to distributed generation, the
islanded operation of distribution systems and microgrids has grown considerably. In
this context, this paper proposes operational and control strategies to properly allow
the operation of a wind generation system. The proposed control is based on a
supplementary control loop, added to the speed control loop of the wind turbine. The
proposed control loop consists of a paradigm shift to control the DC-link voltage,
since in traditional systems the DC-link voltage is usually controlled only by the
BESS. The proposed supplementary control loop reduces the number and duration
of the BESS actuations. Furthermore, the proposed strategy can contribute to
enhance the reliability and the life cycle of the energy storage device. This work also
proposes a new methodology for minimum sizing of battery energy storage systems
to allow the islanded operation of wind power systems. The methodology considers a
maximum load step to be supplied by the system. Finally, the proposed control and
operational strategies with the BESS are evaluated and validated throughout
mathematical analysis and simulation in the time domain using the proposed system.
The proposed control strategy was effective in regulating the DC-link voltage,
allowing the islanded operation of a wind power system based on synchronous
generator with full-size power converters.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1091 |
| Date | 12 December 2014 |
| Creators | Dranka, Géremi Gilson |
| Contributors | Oliveira, Ricardo Vasques de |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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