Inuência da relação de curto-circuito SCR

A comparação das análises de sensibilidade do modo crítico da seção anterior, tanto para o caso da ausência de dinâmica quanto para a inserção da barra innita no sis- tema, e em menor grau para a variação da LT interconexão, evidenciam que o modo é inuenciado pela potência CA disponível nas barras de interface da reticadora

e da inversora, assim como, pela inercia do sistema. A potência CA destas barras podem ser relacionadas ao elo CCAT através da relação de curto-circuito.

Será agora analisada a inuência da relação de curto-circuito nas barras de in- terface da reticadora e inversora do sistema.

Efeito na barra de interface da inversora

Os primeiros dois casos, especicamente para a ausência do compensador síncrono, Figura 3.18a, e para a aproximação da barra innita a barra inversora, Figura 3.19, exemplicam claramente a inuência da relação de curto-circuito na barra de in- terface da inversora. Esta também pode ser observada para variação dos modos do sistema com a variação dos pontos de operação para o caso com 4 compensado- res síncronos e com um CS, Figura 3.5, assim como, para o aumento de carga do sistema, Figura 3.16.

A ausência de dinâmica leva a uma diminuição do SCR no sistema, e no caso especíco do autovalor em análise, a ausência da representação do compensador síncrono teve maior inuência no seu amortecimento, dado que a mesma representa uma maior variação da potência de curto-circuito na barra inversora que nos casos da ausência de G1 e G2. Esta mesma ideia pode ser utilizada para interpretar a variação no posicionamento do autovalor com o ponto de operação e a quantidade de compensadores síncronos. Um maior número de compensadores síncronos na barra inversora representa um maior SCR e, portanto, uma maior potência CA disponível nessa barra.

Do ponto de vista da análise de curto-circuito, uma barra innita corresponde a uma potência de curto-circuito innita, portanto, em um SCR innito. Logo, quanto mais próximo esta estiver da inversora maior será o SCR da barra de interface.

A operação de um elo CCAT terminando em um ponto com alta impedância do sistema CA, isto é, baixo valor de capacidade de curto circuito, pode ser melhorado com a introdução de CS próximo a barra de interface do conversor trabalhando como inversor.

O aumento de carga do sistema condiz também com esta inuência. O aumento das cargas do tipo potência constante do uxo de potência, é percebida pelos demais programas como uma diminuição das impedâncias correspondentes a estas, que por sua vez, faz com que o circuito equivalente do ponto de vista da barra inversora diminua, resultando no aumento do SCR desta barra.

Do ponto de vista da estabilidade a pequenos sinais, todos os casos analisados anteriormente apresentaram autovalores mais amortecidos para maiores SCR. E no caso especial do modo crítico, a relação possui uma inuência signicante no seu posicionamento.

A Figure 3.20, apresenta novamente a variação dos autovalores do sistema com o aumento da potência ativa transmitida pelo elo CCAT para um SCR de 1.54 (vermelho) e um SCR de 1.24 (azul) na barra inversora. Para um maior SCR na barra inversora, menor será a sensibilidade do autovalor crítico à variação da potência ativa transmitida pelo elo CCAT.

Figura 3.20: Variação dos modos do sistema para o SCR da barra inversora com 1.54 (4 CS) e 1.24 (1 CS) para a variação de potência ativa do elo CCAT.

A Figura 3.21, apresenta o efeito da variação da impedância da linha de trans- missão entre a barra inversora e uma barra innita. A barra innita foi proposital- mente inserida. A reatância série da linha é modicada gradativamente desde um valor elevado até zero, para o máximo valor utilizado, o autovalor crítico posiciona-se praticamente no mesmo lugar que para o caso do sistema sem a barra innita e com o ponto de operação 10, conforme Tabela 3.5, já que foi empregado um valor especi- cado por polo (VSF) de 1260 MW/polo na simulação. A diminuição gradativa da reatância série da linha produz um aumento gradativo do SCR da barra inversora, assim, pode-se observar que, por exemplo, para um SCR de 1.61 o autovalor crítico adquire um amortecimento de 17.7 %, para um SCR de 1.83 um amortecimento de 49.3 % e para um SCR de 3.98 um amortecimento de 98 %. Cabe destacar que o autovalor crítico tem uma elevada sensibilidade para valores de SCR de 0 até 4, para valores mais elevados, o amortecimento entre um valor e outro não aumenta muito. Observe que, com a inserção da barra innita, o modo 4, conforme Tabela 3.3, referente ao regulador de velocidade do G1 é instabilizado. Isto é esperado, dado que a inserção é representada por uma máquina, fazendo com que o sistema possua três modos eletromecânicos de interesse.

Figura 3.21: Variação dos modos do sistema com a variação do SCR da barra inversora.

Efeito na barra de interface da reticadora

A variação da impedância da LT interconexão, Figuras 3.7 e 3.17, é um claro exemplo do efeito do SCR da barra reticadora. O aumento gradativo dos parâmetros série da linha reduz principalmente a potência de curto-circuito da barra, produzindo o mesmo efeito produzido pelo aumento do SCR da barra inversora.

Será agora analisado o efeito da impedância de curto-circuito na barra de inter- face da reticadora, ou seja, o SCR da barra reticadora. Para tal efeito é mantido o SCR da barra inversora do caso base de 1.54, permitindo assim comparar com as respostas anteriores.

A Figura 3.22 apresenta a variação dos modos do sistema com o aumento da potência ativa do elo CCAT para diferentes valores de SCR da barra reticadora. Observa-se que, para uma dada relação de curto-circuito no sistema inversor, quanto maior for o SCR da barra reticadora, menos estável será o sistema.

No caso, para uma potência 1235 MW/polo ou ponto de operação número 9, conforme Tabela 3.5, o modo crítico posiciona-se no limite da estabilidade, no caso com um SCR da reticadora de 5.22. Para um SCR de 4.06 o modo crítico adquire um maior amortecimento. Para menores valores do SCR maior seria o amorteci- mento do modo crítico, casos não exibidos pela falta de convergência do programa de uxo de potência.

Figura 3.22: Variação dos modos do sistema para o SCR da reticadora com 5.22 (azul), 4.56 (vermelho) e 4.06 (violeta) para a variação de potência ativa do elo

CCAT.

O efeito anteriormente descrito pode ser observado novamente para a variação da impedância da linha (entre a barra inversora B2 e barra innita inserida) e distintos valores do SCR da barra reticadora, conforme Figura 3.23. Para um SCR da reticadora de 4.06, o autovalor crítico não representa uma instabilidade no pior caso, isto é, o caso onde a linha possui uma reatância com valor elevado (SCR da inversora mínima). Já nos casos com SCR de 4.56 e 5.22 na reticadora, o modo crítico representa uma instabilidade.

Figura 3.23: Variação dos modos do sistema com a variação do SCR da barra inversora para distintos valores de SCR da reticadora.

3.1.5 Avaliação da atuação do controle de erro de corrente -