Procedimento de Rede do SIN Referente à Geração Eólica

Em relação ao Brasil, como mencionado anteriormente, é atribuído ao Opera- dor Nacional do Sistema (ONS) determinar requisitos técnicos mínimos para a conexão às instalações de transmissão e essas regras estão consolidadas no PR, que é um documento normativo, tendo sua primeira publicação em 2005. Em (OPERADOR NACIONAL DO

SISTEMA ELÉTRICO (ONS),2016b), que refere-se a versão do ano de 2017 do PR, são

dados destaques a importantes requisitos para integração da geração eólica ao sistema elétrico de potência, sendo apresentados a seguir os requisitos referentes as análises dessa pesquisa, demais requisitos estão presentes no Anexo A:

∙ Modos de controle: nos requisitos técnicos exigidos, há três modos de controle es- pecificados, que são o controle de tensão, controle de potência reativa e controle de fator de potência. Sendo que o controle de tensão no PAC é o modo normal de ope- ração, cujo objetivo é manter o perfil de tensão normal do sistema dentro da faixa de operação aceitável, através de um controle contínuo, tanto em condições normais como em situações de emergência. De acordo as necessidades que possam surgir, de- correntes de diversos fatores, o ONS pode exigir que o parque eólico passe a operar nos outros dois modos de controle, objetivando preservar o bom funcionamento do

sistema. A Figura 2.6mostra os limites operativos para os modos de controle, sendo que para o modo de controle de tensão a tensão de referência pode ser ajustada no intervalo de 95% a 105% da nominal. Já o estatismo deve ser ajustado na faixa de de 2% a 7%, com base na potência reativa nominal;

Figura 2.6 – Margem para controle de tensão pela geração eólica. Fonte: (OPERADOR

NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS), 2016b)

∙ Potência ativa de saída: esse requisito determina que é de responsabilidade do ONS definir, de acordo com a localidade onde o parque eólico está inserido, a rampa de recuperação da potência ativa. Sendo que, após a recuperação de 85% da tensão nominal, a potência ativa deve atingir 85% do valor de operação pré-falta em até 4 s. Além disso, são determinados os valores da potência de saída de acordo com o valor da tensão no PAC e frequência, seguindo os requisitos já apresentados. O objetivo desse requisito é adequar a recuperação após o restabelecimento da tensão pós-falta e minimizar o corte de cargas em situações de sub-frequência. É importante frisar que durante faltas a injeção de potência ativa é reduzida, podendo até ser zerada;

∙ Operação em regime de tensão não nominal: A unidade geradora eólica deve perma- necer operando se as tensões nos terminais dos aerogeradores se mantiverem dentro dos limites da curva da Figura 2.7. Essa curva é deve ser respeitada por qualquer distúrbio, seja uma rejeição de carga, faltas simétricas ou assimétricas, atendendo a tensão de fase que tiver a maior variação (RAMOS; VALENÇA; FILHO, 2018;

RAMOS, 2009). Essa curva contempla o LVRT e níveis de sobretensão aceitáveis de acordo com o intervalo de tempo descrito, conhecido como OVRT (Overvoltage Ride Through). O objetivo desse requisito é evitar o desligamento para variações de tensão que o sistema possa sofrer, mas que possa se recupera a tensão devido a ca- pacidades próprias. Nesses casos, a desconexão dos parques eólicos pode prejudicar o restabelecimento das condições normais operativas;

Figura 2.7 – Limites de suportabilidade de tensão nos terminais da geração eólica. Fonte:

(OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS), 2016b)

∙ Injeção de potência reativa durante regime LVRT/OVRT: Respeitando a curva de LVRT da Figura 2.7, os aerogeradores devem ser capazes de fornecer suporte de tensão por meio da injeção/absorção de potência reativa, conforme apresentado na Figura 2.8. Em que Δ 𝐼𝑄 corresponde à diferença entre a corrente reativa (𝐼𝑄) e

a corrente reativa pré-distúrbio (𝐼𝑄0)2 e 𝐼𝑛 é a corrente nominal. 𝑉(𝑝𝑢)=𝑉𝑝𝑜𝑠 (ten-

são de sequência positiva nos terminais do aerogerador) / 𝑉𝑛 (tensão nominal nos

terminais do aerogerador). Na faixa 85% a 110% (região amarela do gráfico), a inje- ção/absorção de potência reativa é determinado pelo modo de controle em condição normal, geralmente o modo de controle de tensão. A injeção de potência reativa é exigida para tensões abaixo de 0,85 pu, e quando a tensão fica abaixo de 0,5 pu a injeção de potência reativa é máxima. Para valores de tensão até 1,2 pu o aeroge- rador deve absorver potência reativa, para valores acima de 1,2 pu o aerogerador é desconectado do sistema elétrico, de acordo com a Figura2.7. O valor da inclinação da reta, 𝐾, é definido pelo o ONS e depende das características do sistema.

Figura 2.8 – Limite para injeção de reativos durante defeitos. Fonte:(OPERADOR NA-

CIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS), 2016b). (Adaptado).

2 _{A corrente reativa é a corrente em quadratura com a tensão na barra, enquanto que a corrente ativa}

Assim, observando os requisitos do PR que norteiam as análises do Capítulo 6, pode-se concluir, por exemplo, que para uma operação com fator de potência de 0,95 a injeção de potência reativa no sistema é de aproximadamente 33% da potência ativa. Se esta estratégia for imposta em regiões com grande concentração de geração eólica, pode-se resultar em excesso de reativo na rede local. A mesma análise se aplica para situações de LVRT, já que a injeção de potência reativa máxima para todos os parques pode ocasionar em sobretensões no período pós defeito, acarretando, possivelmente, na perda de aerogeradores pela proteção de sobretensão.

Já os requisitos referentes à suportabilidade de sub e sobretensões dinâmicas surgiram na Alemanha no ano de 2003 devido ao tamanho do parque eólico existente, exigindo o LVRT dos aerogeradores. Este requisito passou a ser aplicado por outros países e foi aperfeiçoado através do requisito de injeção de potência reativa. Para o Brasil, o LVRT foi introduzido pelo ONS em 2007, somente em 2017 foi incrementado o OVRT e a requisição de injeção/absorção de potência reativa (CALDAS; OGIEWA,2017).