Impactos Provocados Sobre a Qualidade de Energia do Sistema Elétrico

perfil em regime permanente da tensão (variações lentas de tensão) é um dos que mais recebe destaque na literatura. A relação do comportamento da tensão em um ponto da rede elétrica é diretamente relacionada com o fluxo de potência aparente e a relação X/R no mesmo ponto. Em função das características do perfil do vento, como já descrito, a injeção de potência aparente de um parque eólico pode apresentar uma variabilidade temporal

(sazonal, diária) que, por sua vez, está ligada a variações de tensão em pontos da rede próximos ao parque (NEVES, 2014; REIS, 2015), que dependendo do tipo dos geradores podem ser mais ou menos significativos. Os parques eólicos não devem gerar oscilações de tensão que sejam maiores do que 5% no PAC, seja no caso de manobra parcial ou total, tempestiva ou não (OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS),

2016b).

Outro fator que impacta a qualidade da energia elétrica em regime permanente promovido pela geração eólica é a distorção harmônica. A presença de tensões e correntes harmônicas no sistema elétrico provoca efeitos indesejáveis (sobreaquecimento, falhas no sistema de proteção e outros) e está intimamente ligada ao tipo de aerogerador empregado. Considerando o full converter utilizado para análise nesse trabalho, a principal fonte de harmônicos é o conversor estático. A distorção harmônica varia de acordo com a estratégia de controle adotada (REIS,2015), e sua origem está basicamente associado a três fatores que são: tipo de chaveamento adotado, dead time entre a comutação das chaves e a relação entre o conversor do lado da rede, e as distorções já existentes na rede.

De acordo com o procedimento de rede do ONS (OPERADOR NACIONAL

DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS), 2016a), os indicadores de distorção harmônica de

tensão no barramento monitorado, em regime permanente, servem para descrever o de- sempenho da rede quanto a harmônicos, não se aplicando a fenômenos de origem transi- tória ou de curta duração. Como consta em (NEVES, 2014), a injeção de componentes harmônicas de corrente cuja frequência seja até cinquenta vezes a frequência da rede é regulada. Com isso, é suposto que no PAC a tensão seja mantida dentro dos valores no- minais. Mais detalhes sobre o cálculo dos indicadores de distorção harmônica e geração de harmônicos por aerogeradores full converter estão presentes em (OPERADOR NA-

CIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS), 2016a) e (MACHADO,2017; REIS, 2015),

respectivamente.

Já impactos no regime dinâmico (milissegundos até dez minutos) ocorrem ge- ralmente pelas variações rápidas do vento, ligadas a turbulências e/ou rajadas, efeitos das características da estrutura física e dos modelos de controle dos aerogeradores. Com isso são geradas as variações dinâmicas na potência produzida pelos aerogeradores, que por sua vez geram flutuações de tensão, afundamentos e elevações momentâneas de tensão no sistema elétrico próximo (NEVES,2014).

A cintilação ou flicker é provocada principalmente pela combinação das varia- ções do vento e das características físicas dos aerogeradores. A severidade desse fenômeno é utilizada para definir a flutuação de tensão em determinado barramento do sistema elé- trico. Parques eólicos necessitam adotar medidas para minimizar os efeitos da flutuação de tensão na rede elétrica, (ACKERMANN,2005;NEVES,2014;OPERADOR NACIONAL

de velocidade variável esse tipo de fenômeno é pouco frequente, como é o caso do Tipo 4. Já os afundamento e elevações de tensão, definidos como variações de tensão de curta duração (VTCD), apresentam duração maior do que um ciclo na frequência nominal do sistema e menor ou igual a três segundos. Modelos de aerogeradores que apresentam conexão direta do aerogerador com a rede podem provocar VTCD na rede elétrica. Problemas na rede interna do parque, como a perda de unidades geradoras ou variações dinâmicas do vento, também podem causar VTCD na rede elétrica.

Por outro lado, considerando eventos na rede elétrica, os parques eólicos devem auxiliar o sistema elétrico na recuperação de tensão durante eventos que causem VTCD no PAC. Dependendo da causa do VTCD, o perfil da variação pode apresentar uma queda de tensão acentuada e uma recuperação mais lenta, podendo também apresentar mudança de ângulos de fase de tensão. Para esses casos é necessário que sistema de controle do parque esteja preparado para seguir o PR.

Outros impactos da geração eólica que podem afetar a qualidade da energia elétrica são os que ocorrem em regime transitório (ordem de 𝜇s e 𝑚s). Dentre os princi- pais eventos que ocorrem são destacadas as faltas no parque eólico e a desconexão súbita devido a velocidades altas do vento. Especificamente, se tratando da desconexão súbita do parque, é importante destacar que esse evento pode ser muito prejudicial aos equipamen- tos elétricos do sistema próximo ao parque por poder resultar na inversão no sentido do fluxo de potência. Nesse evento ocorre a passagem repentina de uma condição de potência nominal para zero, além de causar problemas à estabilidade ao sistema elétrico. Conside- rando a importância desse evento, é recomendável que se considere condições críticas de vento em simulações que buscam avaliar o sistema elétrico do ponto de vista dinâmico (NEVES, 2014).

Os problemas relacionados à qualidade da energia também dizem respeito à frequência do sistema, que pode ser alterada devido a desequilíbrios entre o consumo e a geração. Uma das causas que podem provocar esse problema também é a variação na potência injetada por um parque eólico. Portanto, é necessário que haja um monitora- mento da frequência do sistema para se avaliar a estabilidade e evitar a formação de ilhas elétricas pela abertura das conexões de subsistemas e dos parques eólicos (NEVES,2014).