Serviços Anciliares na Aplicação de Conversores Trifásicos de Dois Braços em Aerogeradores DFIGS: um Estudo de Viabilidade

Ernande E. C. Morais; Dalton de A. Honório

doi:10.18618/REP.2022.3.0015

Authors

Ernande E. C. Morais Universidade Federal do Ceará (UFC), Fortaleza – CE, Brasil
Dalton de A. Honório Universidade Federal do Ceará (UFC), Fortaleza – CE, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2022.3.0015

Keywords:

Condicionamento de potência, Filtros Harmônicos de Potência, Integração de energia eólica

Abstract

Este trabalho visa verificar a empregabilidade dos conversores trifásicos com apenas dois braços chaveados em comparação com suas respectivas versões de três braços, atuando como conversores do lado da rede (CLR) à estrutura back-to-back (B2B) normalmente empregada em aerogeradores do tipo Doubly Fed Induction Generator (DFIG), ou aerogeradores do tipo III. Para tanto, foi considerado três topologias clássicas de conversores empregadas nesse tipo de aplicação, nas suas versões de dois (2B) e três braços (3B) chaveados, são elas: conversor fonte de tensão (VSC), conversor com diodos grampeadores (NPC) e conversor com capacitor de grampeamento (FC). Com a especificação de uma situação problema em um cenário simulado com operação de uma planta real de 500 kVA, foi possível verificar que independentemente da topologia, o CLR consegue desempenhar a regulação do elo CC com a ação de filtragem harmônica e compensação de energia reativa, sem prejudicar as operações do DFIG. De fato, todas as seis estruturas apresentam comportamentos semelhantes no torque da máquina, porém para o VSC com 2B foi vista uma redução de 7,8% na oscilação da potência ativa em comparação a versão com 3B. Logo, estruturas 2B podem ser empregadas em sistemas de aerogeradores do tipo III, provendo serviços anciliares.

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Author Biographies

Ernande E. C. Morais, Universidade Federal do Ceará (UFC), Fortaleza – CE, Brasil

é engenheiro eletricista (2011), mestre (2014) e doutor (2019) em engenharia elétrica pela Universidade Federal do Ceará. Foi professor efetivo do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE). É professor adjunto da Universidade Federal do Ceará. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Sistemas de Energia, Eletrônica de Potência, Acionamentos de Máquinas, Geração distribuída, Equipamentos FACTS e Qualidade de Energia.

Dalton de A. Honório , Universidade Federal do Ceará (UFC), Fortaleza – CE, Brasil

é engenheiro eletricista (2010), mestre (2013) e doutor (2018) em engenharia elétrica pela Universidade Federal do Ceará. É professor adjunto da Universidade Federal do Ceará, onde concentra seus estudos e pesquisa em sistemas de energia, como bem como no controle de planta de automação de sistemas. Atualmente, sua pesquisa se concentra em aplicações de eletrônica de potência, especificamente no conversor multinível em cascata e conversor multinível modular aplicado em transformadores de estado sólido.

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