[pt] CONTROLE DO INVERSOR DE UMA USINA FOTOVOLTAICA PARA MELHORA DA ESTABILIDADE TRANSITÓRIA DE UMA MÁQUINA SÍNCRONA

[en] PROPOSED INVERTER CONTROL OF A PHOTOVOLTAIC GENERATION UNIT FOR THE IMPROVEMENT OF THE TRANSIENT STABILITY OF A SYNCHRONOUS MACHINE

[pt] OSCAR CUARESMA ZEVALLOS

[pt] ESTABILIDADE TRANSITORIA

[pt] CONTROLE DE TENSAO DO CAPACITOR

[pt] CONTROLE DE CORRENTE

[pt] FASORES DINAMICOS

[pt] SENSIBILIDADE DOS AUTOVALORES

[pt] INVERSORES ELETRONICOS

[pt] MAQUINA SINCRONA

[pt] GERACAO FOTOVOLTAICA

[en] TRANSIENT STABILITY

[en] CAPACITOR VOLTAGE CONTROL

[en] CURRENT CONTROL

[en] DYNAMIC PHASORS

[en] EIGENVALUE SENSITIVITY

[en] INVERTERS

[en] SYNCHRONOUS MACHINE

[en] PHOTOVOLTAIC GENERATION

[pt] O incremento de geração fotovoltaica de grande porte traz consideráveis mudanças nas características operativas e dinâmicas do sistema quando este é submetido a grandes distúrbios. Um dos problemas técnicos mais relevantes é a estabilidade transitória, já que a geração intermitente ligada ao sistema por conversores eletrônicos não contribui para o aumento da inércia total do sistema. Entretanto, os conversores eletrônicos podem, potencialmente, trazer novas oportunidades de controle rápido para dar suporte aos geradores síncronos em resposta a um distúrbio severo. No presente trabalho propõe uma estratégia de controle para inversores fotovoltaicos baseado na injeção da corrente com um grande impacto na resposta transitória do ângulo do rotor da máquina síncrona, identificada através da análise de sensibilidade dos autovalores e dos fatores de participação. Ao fazer isso, é possível aumentar a potência ativa da máquina síncrona próximo do seu valor pré-falta, reduzindo o desequilíbrio entre o torque elétrico e mecânico. A estratégia de controle proposta foi testada experimentalmente, utilizando um inversor e uma montagem máquina síncrona-motor e, através da simulação de um sistema híbrido com um sistema fotovoltaico de grande porte. Os resultados mostram que a estratégia de controle proposta não está apenas em conformidade com os requisitos dos código da rede para melhorar a estabilidade da tensão durante uma perturbação grave, mas também é capaz de manter a estabilidade transitória da rede provando, assim, ser uma melhor alternativa em relação à capacidade FRT requerida pelos códigos de rede.

[en] The increase in photovoltaic generation has caused changes in the power system s operative and dynamic characteristics when subjected to severe disturbances. One of the most relevant problems associated with this renewable energy source is the transient stability, as renewable generation connected to the system by electronic converters does not contrinute to the increase of the total inertia of the system. However, electronic converters can potentially bring new opportunities for rapid control to support synchronous generators in response to severe disturbance. The present work proposes a control strategy for photovoltaic inverters based on the injection of the current with a major impact on the transient response of the synchronous machine rotor angle, identified through the eigenvalue sensitivity analysis and the participation factors. By doing so, it is possible to increase the synchronous machine active power output close to its pre-fault value, reducing the disequilibrium between mechanical and electrical torque. The proposed control strategy was experimentally tested using an inverter and a synchronous-motor machine assembly and, by simulating a hybrid system with a large photovoltaic system. The results show that the proposed control strategy not only conforms to the grid codes requirements to improve voltage stability during a severe disturbance, but is also able to maintain transient stability thus proving to be a better alternative to the FRT capability required by the grid codes.

RICARDO BERNARDO PRADA

FERNANDO MANCILLA DAVID

FRANCISCO DE ASSIS DOS SANTOS NEVES

RICARDO BERNARDO PRADA

JORGE LUIZ DE ARAUJO JARDIM

FERNANDO MANCILLA DAVID

FRANCISCO DE ASSIS DOS SANTOS NEVES

KAREN CAINO DE OLIVEIRA SALIM

SERGIO GOMES JUNIOR

FABRICIO LUCAS LIRIO

2021-04-08

2019-12-09

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=52111@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=52111@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.52111