Aplicaciones en Parques de generación eólica y solar

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1 X JORNADAS TÉCNICAS - ABB EN CHILE, ABRIL, 2017 Compensación Reactiva y Filtrado Armónicos Aplicaciones en Parques de generación eólica y solar Joao Pimenta Product Group Territory Marketing Manager, LATAM

2 Compensacion reactiva y calidad de energia Consultoria voltada para equipamentos Empresas de consultoria Engenharia de aplicação e produto Produtos e turn-key Regime permanente Bancos de capacitores Reatores shunt Qualidade de energia Filtros passivos Filtros ativos (baixa e média tensão) Compensadores Dinâmicos April 16, 2015 Slide 2

3 Aplicações com filtros passivos Mitigação harmônica em média tensão Elementos passivos Capacitâncias, indutâncias e resistências Modificação da impedância harmônica Redução da distorção de tensão Particularidades Rede interna; Baixas potências efetivas; Elevadas indutâncias; Alto footprint. April 16, 2015 Slide 3

4 Aplicações com filtros passivos em média tensão Caso de sucesso 1 Complexo eólico localizado na região sul do Brasil; Potência instalada: 317,9MW com aerogeradores full-converter; Violações para baixas ordens harmônicas; Aplicação: 3 filtros de 4ª harmônica sintonizados, 34,5kV; 3 filtros de 7ª harmônica amortecidos, 34,5kV; Injeção de um total de 4,11MVAr efetivos em 34,5kV. April 16, 2015 Slide 4

5 Aplicações com filtros passivos Caso de sucesso 1 April 16, 2015 Slide 5

6 Aplicações com filtros passivos Caso de sucesso 2 Complexo eólico localizado na região sul do Brasil; Potência instalada: 120MW com aerogeradores D-FIG; Regime turn-key; Violações para baixas ordens harmônicas; Aplicação: 1 filtro de 2ª harmônica sintonizado, 12kV; 1 filtro de 3ª harmônica sintonizado, 12kV; 1 filtro de 5ª harmônica sintonizado, 12kV; 1 filtro de 7ª harmônica sintonizado, 12kV; Injeção total de 17MVAr efetivos em 12kV. April 16, 2015 Slide 6

7 Aplicações com filtros ativos Mitigação harmônica em baixa tensão Princípio de funcionamento: Filtragem através da injeção de correntes harmônicas de mesma amplitude, porém de fase oposta às do conversor. Sistema elétrico FUNDAMENTAL APENAS PQF Apenas harmônicos April 16, 2015 Slide 7

8 Aplicações com filtros ativos Mitigação harmônica em baixa tensão Redução das correntes harmônicas Tensões de até 690V Contribuição da rede interna Sem influência no background; Sem influência no fluxo de potência reativa Controle de tensão Fator de potência no PAC Tecnologia de IGBTs e chaveamento PWM 20 ordens harmônicas simultâneas Sem riscos de ressonâncias Proteções internas Design compacto Malha fechada April 18, 2017 Slide 8

9 Aplicações com filtros ativos Caso de sucesso Complexo eólico localizado na região sul do Brasil; Potência instalada de 90MW com aerogeradores full-converter; Primeira aplicação de filtros ativos em aerogeradores no Brasil; Acordo de confidencialidade; Testes em campo junto ao fabricante do aerogerador; Fornecimento de filtros ativos para 85% dos aerogeradores instalados no parque, com corrente nominal de 100A RMS cada; April 16, 2015 Slide 9

10 Aplicações com filtros ativos Caso de sucesso Violações de 2ª a 8ª ordens harmônicas de tensão; Trabalho em conjunto com o fabricante dos aerogeradores; Requisito: Redução das correntes de cada ordem crítica a no máximo 0,1% da corrente nominal do aerogerador; Mobilização da ABB: Time de desenvolvimento da fábrica na Bélgica; Time de Engenharia de aplicação no Brasil; Desenvolvimento de um novo software de controle; Atendimento aos requisitos do cliente; April 16, 2015 Slide 10

11 Aplicações com filtros ativos Caso de sucesso 16 Harmonic currents [A] Without PQFM With PQFM Harmonic order Without PQFM With PQFM April 16, 2015 Slide 11

12 Aplicações com filtros ativos Mitigação harmônica em média tensão Realizada através da injeção da corrente de compensação harmônica na baixa tensão de um transformador; Correntes harmônicas medidas na média tensão; PAC 230kV 34,5kV Transformador de corrente em MV Alimentadores de média tensão dos aerogeradores 400V Filtro ativo Alimentadores de média tensão dos aerogeradores April 16, 2015 Slide 12

13 Aplicações com filtros ativos Mitigação harmônica em média tensão Requisitos Potência nominal do transformador Defasamento angular Impedância percentual THDv% Nível de curto-circuito FILTRO ATIVO IMPEDÂNCIA DO TRANSFORMADOR FILTRO PASSIVO DE SAÍDA REATOR PWM Transformador de corrente INVERSOR PWM + - April 18, 2017 Slide 13

14 Aplicações com filtros ativos Caso de sucesso Média tensão Parque eólico localizado na Austrália; Quantidade de aerogeradores: 30; PAC em 66kV; Violações de limites de distorção de corrente entre 11ª e 19ª ordens harmônicas para certas contingências do sistema elétrico; Solução ABB: 3 filtros ativos de 450A cada; Transformador elevador 22,0/0,415kV; Medição da corrente equivalente; Harmônicos compensados: de 3ª a 23ª ordens. April 16, 2015 Slide 14

15 Aplicações com filtros ativos Caso de sucesso Média tensão Harmônicos selecionados: de 3ª a 23ª ordem. April 16, 2015 Slide 15

16 Aplicações com filtros ativos Caso de sucesso 1 Média tensão April 16, 2015 Slide 16

17 Solucion en Celda Modulo de entrada Modulos de Potencia Desintonizado Control y proteccion O Inrush April 18, 2017 Slide 17

18 Otras Aplicaciones. Parque solar en Italia ; Filtros Activos y Compensacion Dinamica. Sistemas Cargadores de Baterias (Energy Storage Inverter) 20 hasta 85 kw ; ESI S 50 hasta 100 kw ; ESI M 200 hasta 315 kw ; ESI I April 18, 2017 Slide 18

19 Considerações finais Eficácia das soluções; Requisitos e particularidades de cada uma delas, de acordo com a aplicação; Filtros passivos: Considerar os resultados do estudo de regime permanente; Filtros ativos em baixa tensão: Sem influência no suporte de reativos; Possibilidade da limitação das correntes harmônicas já na saída dos aerogeradores; Filtros ativos em média tensão: Compensação harmônica global do parque eólico ou de ramais; Requisitos especiais para os equipamentos. April 16, 2015 Slide 19

20 8. Informaciones de Contacto X Jornadas Técnicas ABB en Chile April 11 & 12, 2017 Guillermo Vásquez Torres Technical Sales Specialist Engineer HV & Power Quality PL Capacitors & Filters Calle Alcantara 200 Piso 7 Santiago Chile Phone: Mobile: João Pimenta PGTMM Product Group Territory Marketing Manager Latin America PL Capacitors & Filters Calle Alcantara, 200 Piso 7 Santiago - Chile Phone: Mobile: April 18, 2017 Slide 20

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