Ao longo desse trabalho, em cada capítulo foi apresentada a análise de diferen- tes aspectos relevantes ao objetivo proposto e os resultados dos estudos foram explorados com o intuito de criar alicerces para essa conclusão. Nesse sentido, é conveniente sintetizar, de forma geral, os resultados obtidos. De antemão, deve-se reconhecer que essa disserta- ção fornece subsídios para análises da integração da geração eólica ao sistema elétrico de potência, no sentido de apresentar a operação no modo de controle de tensão diante de diferentes sistemas elétricos e cenários operativos.
A pesquisa aqui desenvolvida permite as seguintes constatações.
∙ Em relação à integração da geração eólica ao sistema elétrico de potência:
Quanto à potência instalada acumulada de geração eólica no mundo, essa fonte de energia já é realidade e está se tornando uma das principais parcelas das matrizes elétri- cas em diferentes países. Portanto, estudos que considerem suas características intrínsecas e busquem a harmonia da operação dos sistemas elétricos com grande participação de ge- ração eólica são fundamentais.
Dentre os principais aspectos que devem ser considerados em relação à expan- são da geração eólica em um sistema elétrico de potência destacam-se os impactos no planejamento e operação, na qualidade da energia elétrica e também em relação à estabi- lidade de frequência e tensão. Esses impactos podem se tornar mais severos, como consta na literatura, com a possível diminuição da força do sistema elétrico vizinho ao parque eólico.
∙ Em relação aos códigos de rede:
Quanto aos códigos de rede, nessa pesquisa foi elaborada uma revisão sobre os principais requisitos presentes nos códigos de diferentes países. Uma observação resultante foi que a exigência do controle dinâmico de potência reativa visando o controle de tensão já é uma prática comum. Além disso, esse requisito foi acrescentado na última versão do PR, que é utilizado como base para esse trabalho, assim ocorre em países como Alemanha e Dinamarca. Contudo, os códigos de rede de diferentes países são diferentes entre si, pois
consideram as características de suas redes elétricas, e retratam também suas próprias experiências operativas. Outro fato observado é que com a expansão da geração eólica e os avanços técnicos na área de eletrônica de potência, os códigos de rede estão mais exigentes em relação aos serviços ancilares exigidos, bem como em relação à suportabilidade dos parques eólicos a variações de tensão e frequência.
∙ Em relação à coordenação do controle de tensão:
O controle de tensão é importante para o sistema elétrico, como foi demons- trado no decorrer dessa dissertação, objetivando a segurança operacional e a confiabilidade do sistema, não sendo necessária a coordenação entre diferentes dispositivos de suporte de potência reativa que podem coexistir na rede elétrica.
∙ Em relação às filosofias de controle presentes na geração eólica:
Quanto às estratégias de controle que podem ser implementadas em um ae- rogerador, foram apresentadas as principais filosofias e funções objetivos. O destaque foi dado para a regulação de tensão no ponto de acoplamento do parque eólico com à rede elétrica. A lógica de controle apresentada viabiliza a transferência de potência ativa con- comitantemente com a compensação dinâmica de potência reativa. Uma das estratégias que permite essa operação e que foi implementada é o controle de droop. Esse controle tem como um de seus pontos de destaque o fato de que não é necessária a utilização de dis- positivos externos para suporte de potência reativa, nem mesmo alterações da estrutura física do aerogerador.
∙ Em relação à estratégia de implementação dos sistema elétrico no simulador PSCAD:
Já em relação ao sistema modelado para teste, deve-se destacar a representação detalhada do modelo do aerogerador e a utilização da plataforma computacional PSCAD para estudos de estabilidade dinâmica, a partir de modelos matemáticos dos dispositivos físicos do aerogerador e dos componentes elétricos existentes na biblioteca do simulador, seguindo modelos encontrados na literatura. Especificamente, já existem os modelos de turbina eólica, gerador de ímãs permanentes, conversor back-to-back, as estratégias de controle pertinentes e os filtros. Desta forma foi possível estudar a integração da geração eólica à rede elétrica em regime permanente, dinâmico e transitório.
Comparando com outros trabalhos presentes na literatura, e que foram utili- zados como referência, pode-se afirmar que esse modelo merece destaque por seu detalha- mento. Além disso, o sistema elétrico foi representado por um transformador elevador de 33 kV/ 500 kV com características reais de equipamento do SIN, uma linha de transmissão
com potência natural elevada e, por fim, um equivalente de Thevénin para representar o sistema vizinho ao parque eólico com diferentes potências de curto-circuito.
Deve-se destacar a priorização das correntes de eixo direto e em quadratura na estratégia de controle de tensão adotada. Foi observado que para as condições operativas propostas e com o dimensionamento utilizado do conversor do lado da rede, não há prejuízo em relação à potência ativa durante a operação normal e há ganho de desempenho do controle em relação ao suporte de potência reativa durante o estado de operação LVRT.
∙ Em relação aos resultados das simulações obtidos:
Quanto aos resultados obtidos, pode-se afirmar que a força do sistema, re- presentada pela relação SCR de acordo com as ressalvas apresentadas na Seção 2.2.2, influencia no desempenho da integração do parque eólico à rede elétrica. É possível perce- ber como as exigências de potência reativa e os afundamentos de tensão mudam de acordo com o valor do SCR do sistema. Desta forma pode-se concluir que os eventos originários do parque eólico são mais severos quanto mais fraca é a rede. Já para eventos originários na rede, como as variações de tensão de curta duração, quanto mais forte o sistema maior é a variação de tensão no instante inicial do evento. Adicionalmente verificou-se a pequena influência do suporte de potência reativa quanto mais forte o sistema, já que é maior a necessidade de potência reativa para uma mesma variação na tensão quando comparada com os sistemas mais fracos.
Além disso, a operação da rede com baixo carregamento produz variações de tensão maiores do que quando comparadas com a operação a plena carga. Pode-se iden- tificar também que para o full converter as variações na velocidade do vento apresentam baixo impacto na tensão no PAC.
Há carência de resultados de simulações com um sistema elétrico externo mais complexo e, também, de dados obtidos de situações reais para a comparação e uma efetiva validação dos resultados obtidos.
Deve-se destacar que os estudos foram realizados para um sistema de uma barra, o que compromete em parte os resultados relacionados com aspectos de resposta dinâmica do sistema.
7.2
Propostas para Continuação em Trabalhos Futuros
Para a avaliação do desempenho de uma rede elétrica com conexão a parques eólicos é necessário investigar diversos aspectos relevantes que não foram tratados na presente pesquisa, como os listados a seguir.
∙ Inicialmente considera-se relevante que um sistema elétrico com maior número de barras seja utilizado nas pesquisas, principalmente para se efetuar estudos de tran- sitórios eletromagnéticos e eletromecânicos.
∙ Pode-se identificar a importância de se avaliar o controle de tensão durante a ocor- rência de faltas monofásicas e as possíveis sobretensões nas fases sãs.
∙ É importante efetuar análise de sensibilidade dos parâmetros do sistema elétrico de modo a identificar a sua importância nos estudos indicados pelas normas internaci- onais e pelo Procedimentos de Rede.
∙ Devido à semelhança entre o controle das usinas eólicas e do STATCOM, tem sido avaliada a possibilidade de se utilizar as usinas eólicas para fornecer reativo à rede, principalmente na condição de carga leve. É importante avaliar se a operação da usina para fornecimento somente de potência reativa é segura e estável, tanto para a rede quanto para a usina.
∙ Implementação de estudos de diferentes configurações da rede interna do parque eólico e validação do modelo de aerogerador agregado.
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