UPFC (Unified Power Flow Controller)

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1 O QUE É UPFC? UPFC (Unified Power Flow Controller) Compensador Unificado de Fluxo de Potência Proposto em 1992 Formado por dois compensadores avançados, um em série e outro em derivação, com um elo CC comum STATCOM (Static Compensator) ou Compensador Estático Avançado SSSC (Static Synchronous Series Compensator) ou Compensador Série Avançado

2 CARACTERÍSTICAS As duas fontes podem operar como dois compensadores distintos de potência reativa (série e derivação) e ainda compensar a potência ativa O UPFC é um compensador universal, capaz de controlar simultaneamente o fluxo de potência que passa por uma linha de transmissão, e a tensão CA de uma barra controlada Ele tem resposta muito rápida e não existe nenhum substituto, convencional ou de eletrônica de potência, que possa realizar todas suas funções de compensação, com o mesmo desempenho

3 UTILIZAÇÃO UPFC (Unified Power Flow Controller) Compensar potência ativa e reativa Aumentar a capacidade de transmissão da linha Dar maior estabilidade à linha Permitir uma rápida adaptação da linha perante anomalias inesperadas

4 Esquema simplificado de um UPFC

5 FUNCIONAMENTO Série (SSSC) Gera uma tensão de compensação série com amplitude e fase pré determinada, a fim de controlar o ângulo de transmissão. Shunt (STATCOM) Controla a magnitude da tensão no barramento A potencia ativa gerada pelo conversor shunt, é igual a potencia ativa absorvida pelo conversor série e vice-versa

6 FUNCIONAMENTO

7 Equipamentos CUSTOS Sistemas de controle e proteção e componentes (reatores, capacitores, transformadores) Condições ambientais Comunicação com o Sistema de Controle da Subestação Infra-estrutura Aquisição e/ou modificação do espaço físico Construção do prédio para abrigar os equipamentos

8 CUSTOS Gráficos comparativos de investimentos típicos para cada compensador

9 BENEFÍCIOS Há vários benefícios relacionados com o uso do UPFC, dentre os quais se destacam: Aumento da capacidade de transmissão Aumento do tempo para a necessidade de investimentos adicionais na linha de transmissão (redução de custos)

10 ATUALMENTE Um UPFC está sendo construído na subestação de Kangiin, Coréia, com associação da Siemens. Tal UPFC está sendo conectado ao sistema de transmissão de alta tensão usando um tiristor GTO Ele controla independentemente as potências ativa e reativa, com isso possibilita o aumento da transmissão Isto ajuda o aprimoramento da estabilidade do sistema de transmissão O controle é feito de maneira fácil pelo GTO

11 ILUSTRAÇÃO Sala de inversores do UPFC

12 VANTAGENS

13 Exemplo: VANTAGENS Uma linha de transmissão de 300 KM e de 400 KV custa 45 milhões de dólares, com uma previsão a cada ano ela aumentar 10%, isso acarreta num gasto de 4.5 milhões ao ano. Se fizermos a instalação de um FACTS, o gasto será de aproximadamente 20 milhões. Em cinco anos teríamos uma economia de 2.5 milhões de dólares.

14 CONSIDERAÇÕES FINAIS O UPFC é um equipamento revolucionário, capaz de realizar funções de compensação, dentro da nova concepção de sistemas FACTS, que oferece alternativas para o controle de sistemas de potência até então impossíveis com o uso de equipamentos tradicionais Controla simultaneamente três variáveis Magnitude da tensão local Magnitude da tensão remota Ângulo de transmissão

15 CONSIDERAÇÕES FINAIS A potência reativa compensada pelos conversores em derivação ou série podem ser escolhidas independentemente uma da outra, dando assim grande flexibilidade no controle de fluxo de potência pela linha Sistema ainda não testado em operação

16 REFERÊNCIAS Watanabe, E. H., Aredes, M. Teoria de Potência Ativa e Reativa Instantânea e Aplicações - Filtros Ativos e FACTS. Watanabe, E. H., et all. TECNOLOGIA FACTS TUTORIAL. Klaus Habur and Donal O Leary. For Cost Effective and Reliable Transmission of Electrical Energy.