Sistema isolado de injeção de água alimentado por energia eólica: proposta de controle primário hierarquizado.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Prezotto, Giancarlo Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Deadband; Droop; Efeito estufa (Mitigação); Energia eólica (Uso; Aplicação); Hierarchical droop; Inertia; Modified droop; Oil & Gas (O&G); Primary control; Simulação; Water injection
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-10072024-140906/

Motivada pelo esforço global na redução de emissões de Gases de Efeito Estufa (GEEs), a indústria offshore de Óleo e Gás (O&G) busca substituir geradores a gás natural por fontes renováveis de energia, destacando-se a eólica offshore flutuante. Uma solução potencial é a alimentação de um sistema de injeção de água, destinado a aumentar a recuperação de petróleo, com uma turbina eólica associada a uma bateria. Esse conjunto forma um sistema isolado, onde todos os componentes são interconectados por inversores, caracterizando-o como sem inércia rotativa e com baixa potência de curto-circuito. Este trabalho propõe um controle primário de potência ativa sem comunicação entre os equipamentos. Como o sistema visa minimizar o número de paradas da bomba de injeção, é essencial preservar a carga da bateria, garantindo o fornecimento de energia durante períodos de baixo recurso eólico. Assim, foi estabelecida uma estratégia hierárquica para o controle primário de potência, utilizando bandas mortas para retardar a descarga da bateria em caso de desbalanço de potência. Este controle foi implementado em um modelo do sistema para simulação de transitórios eletromagnéticos. Quatro cenários de simulação foram avaliados no MATLAB/Simulink, considerando diferentes perturbações no balanço de potência da microrrede, como a variabilidade do vento e a atuação do controle secundário de potência. Os resultados validaram a eficácia do controle droop hierarquizado.