Estabilizador de Sistema de Potência Aplicado no Regulador de Velocidade e Turbina

Os modelos dos estabilizadores de sistemas de potência aplicados nos reguladores de velocidade, os GPSS, projetados para cada uma das máquinas consideradas no exemplo de aplicação do capítulo 5 são implementados em Matlab/Simulink como apresentado na Figura A1 - 12 e na Figura A1 - 13.

Aplicação de Estabilizadores de Sistemas de Potência em Reguladores de Velocidade e Turbinas ₉₇ Figura A1 - 13 – Estabilizador GPSS – Máquina hidráulica.

I.7 Arquivo de Entrada de Dados

Para a simulação dos modelos das máquinas síncronas e dos elementos componentes do sistema radial em estudo, são elaborados os arquivos de entrada de dados contendo os valores dos parâmetros dos modelos e com alguns cálculos das condições iniciais.

Os dados de entrada da máquina térmica considerada no capítulo 5 estão mostrados a seguir.

%Programa para calculo das condicoes iniciais de uma maquina sincrona %representada pelo modelo E'q conectada a um barramento infinito %atraves de um sistema de transmissao.

%Maquina Termica

clc

clear all

%Dados do Sistema e da Maquina Sincrona:

XLT1 = 0.6 %reatancia da linha de transmissao 1 em pu

XLT2 = 0.6 %reatancia da linha de transmissao 2 em pu

XT = 0.1 %reatancia do transformador elevador em pu

Vinf = 1.0 %tensao do barramento infinito em pu

V1 = 1.05 %tensao terminal do gerador em pu

Pdesp = 1.00 %potencia mecanica despachada pelo gerador em pu

Xd = 1.20 %reatancia sincrona de eixo direto em pu

Xq = 1.20 %reatancia sincrona de eixo em quadratura em pu

Xld = 0.20 %reatancia transitoria de eixo direto em pu

Tld0 = 5.00 %contante de tempo transitoria de eixo direto em s

ws = 1 %velocidade angular em pu

H = 5.00 %constante de tempo de inercia do conjunto em s

Dm = 1.0 %amortecimentos mecanicos em pu

%Dados para o Modelo do Reguladore de Velocidade com Queda de Velocidade e % Estatismo Permanente

R = 0.05; Tg = 0.05;

%Dados para o Modelo da Turbina Termica Tandem-Compound com Reaquecimento %Simples F1 = 0.30; F2 = 0.40; F3 = 0.30; Tch = 0.10; Tco = 0.40; Trh = 10.0;

%Dados para o Modelo do Regulador de Tensao

Ka = 20.0; Ta = 0.05;

Aplicação de Estabilizadores de Sistemas de Potência em Reguladores de Velocidade e Turbinas ₉₈ %Reatancia equivalente do sistema de tramissao Xe

Xe = inv(inv(XLT1)+inv(XLT2))+XT

% Calculo do angulo da tensao da barra 1

delta1 = asin(Pdesp*Xe/(Vinf*V1)) delta1*180/pi

%Calculo da conrrente Ia

Ia = ((V1*cos(delta1)+j*V1*sin(delta1))-Vinf)/(j*Xe) anguloIa=angle(Ia)

%Calculo do angulo interno do gerador (delta)

Eqd = (V1*cos(delta1)+j*V1*sin(delta1))+j*(Xq)*Ia delta = angle(Eqd)

%Calculo das correntes Id e Iq

Id = abs(Ia*sin(delta-anguloIa)) Iq = abs(Ia*cos(delta-anguloIa))

%Calculo da tensao Elq

Elq = Vinf*cos(delta)+Xe*Id+Xld*Id

%Calculo da potencia eletrica

Pe = Elq*Vinf*sin(delta)/(Xq+Xe)+(Xq- Xld)*Vinf*Elq*sin(delta)/((Xq+Xe)*(Xld+Xe))-(Xq- Xld)*Vinf*Vinf*sin(2*delta)/(2*(Xq+Xe)*(Xld+Xe)) %Calculo da EFD EFD = Elq+(Xd-Xld)*(Elq-Vinf*cos(delta))/(Xld+Xe) EFD0 = EFD %Condicoes iniciais Elq0 = Elq; delta0 = delta;

Para a máquina hidráulica o arquivo de entrada de dados está apresentado em seguida.

%Programa para calculo das condicoes iniciais de uma maquina sincrona %representada pelo modelo E'q conectada a um barramento infinito %atraves de um sistema de transmissao.

%Maquina Hidraulica.

clc

clear all

%Dados do Sistema e da Maquina Sincrona:

XLT1 = 0.6 %reatancia da linha de transmissao 1 em pu

XLT2 = 0.6 %reatancia da linha de transmissao 2 em pu

XT = 0.1 %reatancia do transformador elevador em pu

Vinf = 1.0 %tensao do barramento infinito em pu

V1 = 1.05 %tensao terminal do gerador em pu

Pdesp = 1.00 %potencia mecanica despachada pelo gerador em pu

Xd = 1.014 %reatancia sincrona de eixo direto em pu

Xq = 0.77 %reatancia sincrona de eixo em quadratura em pu

Xld = 0.314 %reatancia transitoria de eixo direto em pu

Aplicação de Estabilizadores de Sistemas de Potência em Reguladores de Velocidade e Turbinas ₉₉

ws = 1 %velocidade angular em pu

H = 3.12 %constante de tempo de inercia do conjunto em s

Dm = 2.0 %amortecimentos mecanicos em pu

%Dados para o Modelo do Reguladore de Velocidade da UHE

Bp = 0.05; Tv = 1.00; Tv5 = 0.20; T2 = 0.60; T1 = 12.0; BtT1 = 6.00; Lmax = 0.17; Lmin = -0.83;

%Dados para o Modelo da Turbina hidraulica

Tw = 4.0; Tw2 = 2.0; D = 1.0;

%Dados para o Modelo do Regulador de Tensao

Ka = 20.0; Ta = 0.05;

%Reatancia equivalente do sistema de tramissao Xe

Xe = inv(inv(XLT1)+inv(XLT2))+XT

%Calculo do angulo da tensao da barra 1

delta1 = asin(Pdesp*Xe/(Vinf*V1)) delta1*180/pi

%Calculo da conrrente Ia

Ia = ((V1*cos(delta1)+j*V1*sin(delta1))-Vinf)/(j*Xe) anguloIa = angle(Ia)

%Calculo do angulo interno do gerador (delta)

Eqd = (V1*cos(delta1)+j*V1*sin(delta1))+j*(Xq)*Ia delta = angle(Eqd)

%Calculo das correntes Id e Iq

Id = abs(Ia*sin(delta-anguloIa)) Iq = abs(Ia*cos(delta-anguloIa))

%Calculo da tensao Elq

Elq = Vinf*cos(delta)+Xe*Id+Xld*Id

%Calculo da potencia eletrica

Aplicação de Estabilizadores de Sistemas de Potência em Reguladores de Velocidade e Turbinas ₁₀₀

Anexo II

Modelos das Unidades Geradoras do SIN

O Anexo II apresenta os modelos dos elementos associados às unidades geradoras, pertencentes ao Sistema Interligado Nacional (SIN), que foram escolhidas para realizar os estudos do capítulo 6. As unidades geradoras consideradas neste estudo são as usinas hidrelétricas São Simão e Água Vermelha.

Os modelos mostrados neste anexo referem-se às máquinas síncronas, às turbinas e aos seguintes controladores: reguladores de tensão, reguladores de velocidade e estabilizadores (GPSS e EPSS).

Estes modelos estão apresentados no formato presente nos arquivos do ONS, os quais foram utilizados para as simulações dos casos. Isto significa que os modelos das máquinas estão no formato de entrada de dados dos arquivos de dados dos geradores do ONS e os modelos dos controladores das unidades geradoras estão em formato de CDU, ou seja, controlador definido pelo usuário.

No capítulo 6, os modelos dos controladores das UHEs consideradas nos estudos estão apresentados por seus respectivos diagramas de blocos.

No documento Aplicação de estabilizadores de sistemas de potência em reguladores de velocidade e turbinas. (páginas 111-115)