Controle de sobrefrequência por droop simulado em FAST para aerogeradores AGW 110/2.1

Abstract

A energia eólica é uma grande alternativa para revolucionar a atual maneira de se produzir energia elétrica no mundo. Essa nova concepção energética sustentável vem impulsionando todo um novo promissor ramo de negócios tecnológicos. O projeto aqui descrito faz parte deste esforço contínuo e global de aperfeiçoamento desta tecnologia. Com o expressivo aumento do contingente de usinas eólicas no país e no mundo e com a elevação da representatividade percentual dessa energia na totalidade instalada, órgãos regulatórios viram-se forçados a repensar a influência que essa nova tecnologia teria frente a eventos de rede no sistema interligado nacional. Diante de um cenário futuro não distante em que a expressão das usinas eólicas será ainda maior, o ONS viu-se em necessidade de revisar o código de rede, deixando-o mais rigoroso e estabelecendo novos critérios mínimos para conexão dessas usinas ao sistema. Os mais novos e eficientes aerogeradores, que constituem a grande maioria das usinas eólicas modernas, possuem conversores que os mantêm conectados indiretamente à rede, sendo assim não há uma resposta natural a eventos de variação de frequência desta, assim como em geradores convencionais que são conectados diretamente a rede. As atuais revisões do código prevêem que as novas usinas que entrarem em operação possuam mecanismos para auxiliar no controle de sobrefrequência, atuando na potência ativa. O presente documento apresenta uma solução de controle por droop, implementada em linguagem C++ e simulada no software FAST.

Wind energy is a great alternative to old electric energy sources. This new sustainable energy concept is giving a boost in a really promising technological business. This project is part of this continuous global effort of improving this kind of technology. With such an expressive growth of wind farms world wide and in Brazil, along with the high representative percentage of this kind of energy among other types, grid requirements had to be adapted due to the influence that this kind of technology would have in the grid when facing grid anomalies. In a not far away future scenario, where wind farms will be more representative in the energy grid, the ONS was obligated to review the grid code making it more strict and establishing new minimum criteria for those farms to connect to the linked grid system. The newer and more efficient wind turbines, which are the majority in modern wind farms,have their converters that keeps them connected indirectly to the grid. Hence there is no natural answer for frequency changes like in conventional turbines. The reviews in the grid code establish that new wind farms must have mechanisms to help in the over frequency control by actuating in the active power. This thesis presents a solution to this issue using droop control, implemented in C++ and simulated in FAST software.