Projeto e simulação de um controlador para análise da viabilidade de emulação de uma turbina eólica através de um motor de corrente contínua

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Oliveira, Maiara Camila
• 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: Controlador; Controller; Direct current motor; Doubly fed induction generator; Emulação; Emulation; Geração Eólica; Gerador de indução duplamente alimentado; Microgrid; Microrrede; Motor de corrente contínua; Turbulence; Turbulências; Wind generation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-26102021-151130/

Nos últimos anos a geração de energia eólica se tornou bastante presente nos sistemas modernos de energia, bem como o uso das microrredes. Apesar de suas vantagens, do ponto de vista teórico, ainda existem desafios para viabilizar e difundir este tipo de operação conjunta. A demanda por soluções tem motivado a instalação de microrredes com a finalidade de operarem como laboratórios para superar estes desafios. Devido às restrições de instalação das turbinas eólicas reais para fins laboratoriais, o desenvolvimento de um sistema capaz de emular o comportamento dos parques eólicos conectados as microrredes e que possibilite estudos nesses ambientes se fez essencial. Nesse trabalho, avalia-se, por meio de simulações computacionais, a viabilidade da emulação de sistemas eólicos conectados em microrredes utilizando o motor de corrente contínua acoplado a um gerador. No contexto apresentado, a principal contribuição desta pesquisa está na avaliação de séries temporais com perfis turbulentos de velocidade do vento. Para isto, observa-se a distribuição de um erro quadrático entre as velocidade de rotação dos eixos da turbina eólica e do motor, por meio da metodologia de Monte Carlo. Os resultados demonstram que o sistema de controle aplicado ao motor permite caracterizar satisfatoriamente a dinâmica das turbinas eólicas, tanto para as séries com baixo quanto alto índice de turbulência. Isto ocorre devido à elevada inércia mecânica do sistema, que é grande o bastante para amenizar as pequenas variações do vento, tornando a dinâmica vista pelo sistema de controle lenta o suficiente a ponto de possibilitar seu rastreamento.