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Modelos de Equipamentos FACTS VSI

Por equipamentos FACTS VSI entenda-se um equipamento FACT VSI formado por um ou mais terminais conversores do tipo fonte de tensão, comumente conhecidos VSI (“Voltage Source Inverters”) ou VSC (“Voltage Source Converters”).

A modelagem de Equipamentos FACTS VSI no Anatem considera a possibilidade de representar equipamentos genéricos, formados por vários terminais conversores locais em conexão série ou “shunt”. Estes conversores são supostos conectados, no lado CA, em conexão shunt ou série conforme o tipo de equipamento e, no lado CC, conectados em paralelo a um capacitor comum, ou seja, é um equipamento que pode ser multiterminal porém com conversores locais (não foi considerado sistema de transmissão CC). Isto é o inverso do que normalmente ocorre com os conversores CA-CC baseados em tiristores, usados em transmissão de corrente contínua ou em “back-to-backs”, que são conectados em paralelo do lado CA e em série do lado CC.

Estes equipamentos utilizam chaves eletrônicas com controle de disparo e corte de corrente, entre elas o GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”), o IGBT (“Insulated Gate Bipolar Transistor”) e o IGCT (“Integrated Gate Commutated Thyristor”), o que permite maior flexibilidade de controle em relação aos equipamentos FACTS convencionais que utilizam tiristores (somente disparo controlado).

Os principais equipamentos sugeridos na literatura são ilustrados nas figuras a seguir :

  • STATCOM - “Static Synchronous (Shunt) Compensator

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    Fig. 70 STATCOM - Equipamento FACTS para controle de tensão, composto de um único terminal em conexão shunt.

  • SSSC - “Static Synchronous Series Compensator

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    Fig. 71 SSSC - Equipamento FACTS para controle de potência ativa, composto de um único terminal em conexão série.

  • UPFC - “Unified Power Flow Controller

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    Fig. 72 SSSC - Equipamento FACTS genérico, podendo ter vários terminais, tanto em conexão shunt quanto em conexão série.

Atenção

Na presente versão está disponível apenas a modelagem de STATCOM e de SSSC.

A definição do equipamento FACT VSI é realizada no código DEVS, conforme descrito a seguir:

Ne

Número de identificação do Equipamento FACTS VSI.

Vbdc

Tensão base do sistema CC do equipamento, em kV.

Pbdc

Potência base do sistema CC do equipamento, em MW.

Identificacao

Nome do Equipamento FACTS VSI (identificação alfanumérica).

Ccc

Valor de capacitância do capacitor equivalente do lado CC, em \(\mu F\).

Rcc

Valor de resistência “shunt” opcional de descarga do capacitor CC, em ohms. Recomenda-se não utilizar este campo, por enquanto, uma vez as perdas deste resistor ainda não podem ser computadas na inicialização (necessita-se de modelo no fluxo de potência) e irão gerar um pequeno transitório inicial.

Vcci

Valor inicial para a tensão do capacitor CC, em kV.

Tipo

Identifica o tipo de Equipamento FACTS VSI. Este campo tem como utilidade sinalizar para o programa qual estratégia de inicialização utilizar (uma vez que este tipo de equipamento ainda não está modelado no Anarede e irá substituir algum outro elemento já existente) e facilitar a verificação pelo programa de quantos e quais tipos de conversores VSI (fornecidos pelo código DVSI) serão permitidos no equipamento. Na presente versão do Anatem, este campo deverá ser preenchido com STATCOM (equipamento para controle de tensão, composto de um único terminal em conexão shunt), SSSC (equipamento para controle de potência ativa, composto de um único terminal em conexão série) ou equipamento genérico, podendo ter vários terminais, tanto em conexão shunt quanto em conexão série. Nenhuma verificação é feita pelo programa, neste caso.

Nota

Para a inicialização dos Equipamento FACTS VSI é utilizada a seguinte estratégia:

  1. Um conversor VSI do equipamento que esteja em conexão do tipo shunt irá substituir um grupo de compensador estático shunt definido no Anarede, de forma a manter o fluxo de potência inalterado. O compensador estático deverá estar dentro da faixa de controle (sem limitação), pois nesta região a curva estática de controle é idêntica à de um STATCOM.

  2. Um conversor VSI do equipamento que esteja em conexão do tipo série irá substituir um Compensadores Série Controláveis (TCSC) definido no Anarede, de forma a manter o fluxo de potência inalterado. O compensador série deverá estar dentro da faixa de controle (sem limitação), pois nesta região a curva estática de controle é idêntica à de um TCSC.