Análise de faltas elétricas em aerogeradores com gerador síncrono e conversor de escala completa para diferentes métodos de controle.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Webert Esteves da
• 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: Back-To-Back; Control; Controle; Energia; Energia elétrica; Energy; MTPA; PMSG; Proteção; Protection; UPF; UPF, Back-To-Back.; WECS; Wind; ZDC
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-31012025-105951/

Os Sistemas de Conversão de Energia Eólica (do Inglês,Wind Energy Conversion System (WECS)) comerciais muitas vezes empregam conversores de potência, que em situações de faltas, provocam comportamento diferente quando comparados aos sistemas convencionais de geração eletromecânica, além disso, uma vez escolhida uma topologia, a adoção de diferentes estratégias de controle pelos fabricantes podem influenciar na resposta do sistema a uma perturbação, que por sua vez, também se refletirá sobre as necessidades de proteção. Dentre as filosofias de controle de geradores síncronos, três métodos foram explorados: O controle para Corrente do Eixo Direto Nula (do Inglês, Zero d-Axis Current (ZDC)), o de Máximo Torque por Ampère (do Inglês,Maximum Torque per Ampere (MTPA)) e o de Fator de Potência Unitário (do Inglês,Unit Power Factor (UPF)). Primeiramente é apresentada a teoria do controle de uma unidade de geração eólica composta por um Gerador Síncrono de imãs Permanentes (do Inglês,Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG)) e um conversor Back-to-Back de escala completa, em seguida, realiza-se uma revisão das principais proteções aplicadas a geradores, implementando-se aquelas que mais fazem sentido no contexto eólico com parâmetros ajustados de acordo as normas pertinentes. Proteções referentes ao conversor e ao Elo CC também foram implementadas. Com tal cenário construído, o comportamento do aerogerador é estudado através de simulação computacional aplicando-se diferentes tipos de faltas e avaliando-se as respostas face aos diferentes modos de controle, o que resultou em respostas diferentes para algumas situações, fato relevante para os ajustes das proteções.