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Modelos de Geradores Síncronos Eólicos

Os dados de geração relativa à fazenda eólica a ser modelada como GSE são obtidos do caso de fluxo de potência do programa Anarede (arquivo histórico).

O esquema básico dos equipamentos modelados no Anatem como parque eólico utilizando gerador síncrono de velocidade variável é apresentado na figura a seguir:

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Fig. 55 Aproveitamento eólico utilizando gerador síncrono de velocidade variável

Nota

O equipamento é representado no fluxo de potência como uma barra PV ou barra PQ com geração. O modelo do equipamento (máquina e elo CC ) é fornecido através do código de execução DMGE.

Os controles do “chopper”, do inversor e da excitação da máquina são modelados por CDU, que exportam respectivamente o fator de modulação do “chopper” (\(m_1\)), o fator de modulação (\(m_2\)) e a fase da tensão aplicada pelo inversor (\(\Psi_2\)) e a tensão de campo \(E_{fd}\). A representação da turbina eólica é também feita via modelo CDU, que exporta para a máquina o torque mecânico a ser utilizado.

A figura abaixo apresenta os blocos representados por modelos não flexíveis (built-in) com fundo branco e o blocos representados por modelos flexíveis (CDU) com fundo azul.

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Fig. 56 Modelos envolvidos na representação de gerador síncrono de velocidade variável

Modelo Predefinido de Gerador Síncronos Eólicos

A definição de modelo predefinido de Geradores Eólicos Síncronos é realizada pelo código DMGE. A opção MD01 deve ser utilizada para ativação da leitura de dados do modelo built-in de gerador eólico síncrono.

O preenchimento dos parâmetros e o diagrama de blocos deste modelo é detalhado a seguir:

DMGE MD01

Primeira Régua

No

Número de identificação do modelo.

CS

Número de identificação da curva de saturação, como definido no campo Nc código DCST.

Ld

Indutância síncrona de eixo direto, em %.

Lq

Indutância síncrona de eixo em quadratura, em %.

L’d

Indutância transitória de eixo direto, em %.

L”d

Indutância subtransitória de eixo direto, em %.

Ll

Indutância de dispersão da armadura, em %.

T’d

Constante de tempo transitória de eixo direto em circuito aberto, em segundos.

T”d

Constante de tempo subtransitória de eixo direto em circuito aberto, em segundos.

T”q

Constante de tempo subtransitória de eixo em quadratura em circuito aberto, em segundos.

Segunda Régua

No

Número de identificação do modelo definido no primeira régua.

Ra

Resistência do enrolamento de armadura, em %.

H

Constante de inércia, em segundos. Representa a relação entre a energia cinética armazenada no grupo turbina-gerador, à velocidade síncrona, e a potência aparente nominal da máquina.

D

Constante de amortecimento, em \(pu/pu\). Representa a relação entre a potência de amortecimento, em \(pu\) na base da máquina e a variação da velocidade do rotor, em \(pu\) na base da velocidade síncrona.

MVA

Potência aparente nominal da máquina, em \(MVA\), usada como base para os parâmetros e para as grandezas da máquina.

Freq

Frequência nominal da máquina, em \(Hz\).

Bf

Valor da admitância shunt correspondente a filtro nos terminais do gerador, em \(pu\).

C

Indica se será considerada (S) ou não (N) a correção com a frequência nas equações de oscilação eletromecânica e nas equações elétricas do gerador. Se for deixado em branco, será considerado o valor N.

Pbcc

Potência base do sistema CC, em \(MW\).

Vbcc

Tensão base do sistema CC, em \(kV\).

Rs

Resistência do reator do “chopper”, em ohms.

Ls

Indutância do reator do “chopper”, em \(mH\).

Cvsi

Capacitância do capacitor CC do inversor, em \(mF\).

Terceira Régua

No

Número de identificação do modelo definido no primeira régua.

N

Número de pontes de 6 pulsos no retificador.

Xtr1

Reatância de transformador do conversor 1 (retificador), em %.

Tap1

Tap de transformador do conversor 1 (retificador) no lado secundário, em \(pu\).

Vtr1

Tensão base no lado secundário do transformador do conversor 1 (retificador), em \(pu\).

Str1

Potência base do transformador do conversor 1 (retificador), em \(MVA\).

Xtr2

Reatância do transformador do conversor 2 (inversor), em %.

Tap2

Tap do transformador do conversor 2 (inversor) no lado secundário, em \(pu\).

Vtr2

Tensão base no lado secundário do transformador do conversor 2 (inversor), em \(kV\).

Str2

Potência base do transformador do conversor 2 (inversor), em \(MVA\).

Vcmn

Tensão mínima do capacitor CC para desligamento do equipamento, em \(pu\).

Vcmx

Tensão máxima do capacitor CC para desligamento do equipamento, em \(pu\).