CONCLUSÕES

Os sistemas elétricos atuais, e principalmente o do Brasil, necessitam demasiadamente de formas eficazes de transmissão de energia, visto que a demanda energética está crescendo de forma significativa, e as novas usinas localizadas longe dos centros de carga continuam a ser construídas.

Assim, como visto neste trabalho, a transmissão por corrente contínua em alta tensão tem diversas vantagens nesse aspecto. Porém, a localização de estações inversoras em regiões próximas eletricamente, que caracteriza uma configuração multi-infeed, pode contribuir para o surgimento de diferentes fenômenos de interação entre os elos CCAT. Um desses fenômenos é a instabilidade de tensão nas redes CA conectadas às estações inversoras, que deve ser cuidadosamente estudada.

Nesse contexto, foi mostrado inicialmente, por meio de simulações dinâmicas, que redes CA fracas (baixa relação de curto-circuito) conectadas aos inversores dos elos CC podem sofrer colapso de tensão. A ocorrência desse fenômeno foi simulada em situações em que os elos transmitem grandes potências não suportadas pelo fraco sistema receptor, e em casos de contingência de linhas na rede CA que enfraquecem ainda mais a potência de curto- circuito, deixando o sistema suscetível ao colapso.

Para estudar tal problema, esta dissertação abordou a análise modal estática, baseada na técnica de decomposição de autovalores, como forma de avaliar a estabilidade de tensão em sistemas CCAT multi-infeed. Foi desenvolvida uma metodologia para a aplicação dessa técnica de análise modal. Adicionalmente, foram calculados diferentes índices de avaliação multi-infeed, que possuem a capacidade de indicar o nível de robustez do sistema. Os resultados das simulações realizadas mostraram que essas duas abordagens são complementares.

Essa constatação ficou evidente durante as análises do sistema-teste, onde foram realizadas sucessivas simulações para enfraquecer a potência de curto-circuito das redes CA receptoras. Assim, os valores dos índices multi-infeed foram se reduzindo, o que significa que

115 o sistema estava se aproximando da instabilidade. Entretanto, somente os resultados da análise modal foram capazes de revelar, em um determinado ponto de operação, a situação de instabilidade, tendo em vista que o modo crítico do sistema se tornou negativo. Pôde-se concluir, portanto, que a análise apenas dos índices, apesar de indicar o nível de robustez do sistema, não é determinante para identificar em qual região o sistema está operando. Somente a análise modal é taxativa quanta à definição se o sistema se encontra numa situação estável ou instável.

Adicionalmente, os resultados das avaliações provaram que os valores dos índices MIESCR em uma determinada barra são sempre menores que os de ESCR, mostrando que a utilização do MIESCR em detrimento ao ESCR é uma ação conservadora, pois leva em consideração a influência de todos os elos de corrente contínua que têm suas estações inversores eletricamente próximas à barra em análise.

Esta dissertação também mostrou que os fatores MIIF nas barras CA dos inversores têm a capacidade de apontar o nível de interação entre os elos CC. Foi visto, por exemplo, que um sistema operando em carga leve apresenta fatores MIIF maiores do que no patamar de carga média, o que significa que os elos são mais propensos a interagir entre si quando o sistema está menos carregado. Isso acontece porque o menor número de máquinas sincronizadas no período de carga leve provoca uma redução do nível de curto-circuito. Complementarmente, foi mostrado que os fatores MIIF ajudam a avaliar o quanto uma determinada obra de transmissão pode aproximar eletricamente os conversores, fazendo assim com que haja maior interação entre os elos.

O cálculo dos fatores MIIF foi realizado nesse trabalho por meio de simulações dinâmicas, nas quais se mediu a variação de tensão em uma barra CA causada pela variação de tensão em outra barra CA do sistema. Entretanto, cabe ressaltar que a aplicação dessa técnica em sistemas com muitos elos CC pode-se tornar relativamente trabalhosa, tendo em vista que, para cada ponto de operação, é necessário simular o evento de queda de tensão em cada uma das barras CA dos conversores e medir a variação de tensão nos demais barramentos. Por exemplo, para cada caso do SIN analisado que conta com quatro conversores, foi necessário realizar quatro simulações e fazer dezesseis medições (quatro medições para cada simulação). Assim sendo, à medida que mais elos CC entrem em operações em regiões eletricamente próximas, se faz necessário encontrar meios que automatizem esse processo.

Ademais, sistemas multi-infeed com grande número de elos CC implicam em maiores dificuldades de aplicação da análise modal, sobretudo quando não são utilizadas técnicas de esparsidade como neste trabalho. A metodologia desenvolvida nesta dissertação para

116 aplicação do método modal requer a realização de muitas operações matriciais até o alcance da matriz Jacobiana-Reduzida, que, a partir daí, é decomposta em autovalores e autovetores. A aplicação de tal metodologia se mostrou bastante efetiva nas simulações do sistema de pequeno porte e facilitou a interpretação dos resultados obtidos. Contudo, o caso estudado do SIN tinha em sua totalidade 6571 barramentos, caracterizando uma matriz Jacobiana de fluxo de potência com dimensão 13142 x 13142. A manipulação de matrizes dessa ordem sem utilizar métodos de esparsidade provoca grande esforço computacional e pode suscitar inclusive a propagação de erros numéricos, o que aumenta a complexidade de interpretação dos resultados da análise modal.

Outro resultado de destaque diz respeito ao caso do SIN em que foi simulada a ausência de uma linha de transmissão. Os índices multi-infeed para esse caso apresentaram uma queda em relação ao caso em que a referida linha estava representada. Tal comportamento era esperado, haja vista que a presença desse circuito aumenta a robustez do sistema. Entretanto, a análise modal mostrou que a presença dessa linha acaba sendo prejudicial para a estabilidade de tensão do sistema porque ela aproxima eletricamente duas estações inversoras, o que faz aumentar a interação entre os elos. Tais resultados reforçam mais uma vez a tese de que a avaliação da análise modal e o cálculo dos índices devem ser realizados, sempre que possível, de forma complementar, a fim de se obter um diagnóstico adequado da estabilidade de tensão e da robustez do sistema.

Este trabalho expôs também que existem medidas corretivas que podem evitar a instabilidade de tensão. Uma delas é a instalação de compensadores síncronos na rede CA do sistema receptor. Tais equipamentos foram instalados nas barras CA que apresentavam maior fator de participação associado ao modo crítico na análise modal, já que essa informação indica o ponto de maior envolvimento com a instabilidade de tensão e, consequentemente, a localização do sistema mais eficaz para implementar medidas corretivas. Foram apresentados casos em que a inserção dos compensadores síncronos provocou o aumento considerável do modo crítico do sistema, passando-o da região instável para a condição estável. Adicionalmente, mostrou-se que a inclusão de compensadores síncronos leva à redução do nível de interação entre os elos CC, pois elevam a potência de curto-circuito do sistema.