Ferramenta para design de conversor formador de rede aplicado à geração eólica offshore para alimentação de uma unidade FPSO.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Otremba, Liciane
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ajuste de parâmetros de controle; Conversor formador de rede; Energia eólica; Grid-forming converter; Máquina síncrona virtual; Modelo de ordem reduzida; Reduced-order model, Control parameter design; Virtual synchronous machine
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-14032025-081008/

No cenário de descarbonização do setor de Óleo e Gás (O&G), a implementação de soluções que elevem a participação de geração renovável e ainda assim mantenham a estabilidade do sistema é fundamental. No desenvolvimento da tese, turbinas eólicas que compõem determinado parque eólico offshore são operadas a partir de conversores de potência do tipo formador de rede baseados no arranjo synchronverter, aos quais a estratégia de controle primário de frequência é também aplicada. A geração eólica offshore é integrada a uma unidade típica de exploração de O&G com o objetivo de reduzir a dependência dos geradores a gás que operam o sistema autônomo, ao passo em que provêm resposta inercial e contribuem na regulação de frequência. Sob tal aspecto, a presente tese propõe o desenvolvimento de uma ferramenta para o projeto do conversor baseado em máquina síncrona virtual, a fim de garantir o comportamento da frequência em conformidade aos requisitos operativos. Para tanto, o trabalho compreende o desenvolvimento de um modelo de ordem reduzida, baseado na equação de oscilação da máquina síncrona, para representação da dinâmica do sistema e apresenta formulações analíticas para descrever o nadir de frequência, o respectivo tempo de ocorrência, a taxa de variação da frequência e o erro em regime permanente. Outrossim, obtém-se analiticamente a quantificação da margem de reserva de potência sob a qual as unidades de geração são requisitadas a operar. Os resultados alcançados pela pesquisa indicam a aderência do modelo de ordem reduzida às simulações realizadas a partir da implementação em software do modelo completo do sistema. A ferramenta proposta mostra-se oportuna em orientar o ajuste do controlador em topologias híbridas de sistemas elétricos.