Desenvolvimento de Elementos de Aerogeradores no DigSILENT PowerFactory TM para Simulação Dinâmica de Sistema Elétricos de Potência
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- Débora Cabral Sanches
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1 Desenvolvimento de Elementos de Aerogeradores no DigSILENT PowerFactory TM para Simulação Dinâmica de Sistema Elétricos de Potência Código: J. R. Silva Neto, C. B. Mendonça Oliveira e O. R. Saavedra IEE - Universidade Federal do Maranhão - Brasil 16/11/2017 1
2 Objetivos Contribuir para a melhor exploração e disseminação do sistema computacional DigSILENT PowerFactory TM na realização de simulações de sistemas elétricos de potência utilizando aerogeradores. Criação de um módulo de controle do vento desenvolvido para o modelo DFIG-Model for Stability. O projeto do aerogerador síncrono. Análises do ângulo de passo, da velocidade do rotor, potência ativa e reativa e tensão induzida no estator. 16/11/2017 2
3 Introdução DigSILENT PowerFactory TM Fabricado pela empresa DigSILENT GmbH Softwares em 130 países Aplicações como: Fluxo de carga, curto circuito, harmônicos, transitórios eletromecânicos e eletromagnéticos, proteção de sobrecorrente e confiabilidade Utilização em paralelo e online com outros usuários, desde que estejam na mesma rede Simulações em EMT, usando cálculo dinâmico ou RMS, utilizando valores eficazes 16/11/2017 3
4 Metodologia Elaboração do projeto Data manager: Gerenciador dos dados do projeto User: Criação de projetos Grid: Tela para elaboração de projeto e manuseio de ferramentas 16/11/2017 4
5 Metodologia Fig. 1. Fluxograma do DigSILENT PowerFactory TM 16/11/2017 5
6 Metodologia Tipos de blocos: Um projeto é constituído por 5 tipos de blocos, sendo eles o slot, o composite model, block diagram, o block definition e common model. O common model possui uma função diferente se comparado aos demais, pois nele é sincronizada a comunicação entre o block diagram e slot. No composite model é apresentada a estrutura final da lógica de blocos. 16/11/2017 6
7 Metodologia Tipos de blocos: Fig. 2. Fluxograma dos tipos de blocos 16/11/2017 7
8 Metodologia Operational Scenarios Oferece ao usuário a criação de uma nova situação para o projeto sem que seja necessária a elaboração de um novo. Study cases Nessa opção são selecionados os blocos que apresentam os resultados finais da lógica criada. Elaboração de gráficos Virtual instrument Create vi Subplot 16/11/2017 8
9 Metodologia Módulos desenvolvidos Bloco do vento para DFIG-Model for Stability utilizando funções e lógica de blocos. Variação em degrau : Função Picdrop Quatro definition blocks e uma chave Variação em rampa: Função time Dois definition blocks 16/11/2017 9
10 Metodologia Projeto do aerogerador síncrono Foram aproveitados blocos padrões da biblioteca do software e elaborados outros para o controle da lógica final. Elaboração do bloco do estator Tensão de referência Controle PID Controle de estabilidade do sinal 16/11/
11 Metodologia A figura 4 mostra o bloco resultante obtido após a ligação de todos os blocos selecionados para a lógica que trabalham juntamente com os equipamentos selecionados na grid. 16/11/
12 Metodologia Fig. 4. Composite model do projeto aerogerador síncrono 16/11/
13 Resultados experimentais Máquina síncrona considerada: 1 MW / 0,1 Mvar; Tensão nominal de 2 KV. Base de vento: 8.8 m/s 16/11/
14 Resultados experimentais Simulação com o aerogerador síncrono Nesta simulação foram observados os gráficos de tensão induzida no estator, potência ativa e reativa, ângulo de passo, velocidade do rotor. 16/11/
15 Speed [p.u] Beta [p.u] Resultados experimentais Tempo [s] Fig. 11. Ângulo de passo e velocidade do rotor para a máquina síncrona. 16/11/
16 Potência Reativa [Mvar] Potência Ativa [MW] Resultados experimentais Tempo [s] Fig. 12. Potência ativa e potência reativa para a máquina síncrona. 16/11/
17 Tensão [KV] Tensão de excitação [p.u] Resultados experimentais Tempo [s] Fig. 13. Tensão de excitação e tensão induzida no estator para máquina síncrona. 16/11/
18 Conclusões Este artigo apresentou um roteiro facilitador para o uso a plataforma DigSILENT PowerFactoryTM; A elaboração de um guia para usuários sobre o DigSILENTdemonstrou a versatilidade do software para criação de diversos tipos blocos ou controle de equipamentos, dando assim muitas possibilidades para o desenvolvimento de projetos; 16/11/
19 Conclusões Case: Criação de um módulo de controle do vento desenvolvido para Geradores eólicos. Pode-se observar a atuação dos controladores para a tensão de excitação e para o ângulo de passo causando assim o aumento ou diminuição da velocidade do rotor do aero-gerador. Os módulos são facilmente implementáveis por alunos e pesquisadores a partir deste trabalho. 16/11/
20 Gracias Osvaldo R. Saavedra IEE UFMA - Brasil 16/11/
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