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:

Fig. 57 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.

Fig. 58 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 \(pu\).