Contribuição ao controle de um sistema de geração a velocidade variável utilizando gerador de indução duplamente excitado.

• Main Author: Rodrigo Gaiba de Oliveira
• Other Authors: Selenio Rocha Silva
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2009
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CKGDE

=== The variable speed wind power plants, equipped with doubly-fed induction generator, are configured as the most used generation system in worldwide, mainly, due the active and reactive power control ability and, also, due the reduced power converter, which is dimensioned only for a fraction of the generator rated power. Moreover, the main drawback of this system is its sensitivity to the grid disturbances during voltage sags, mainly, due to the direct grid connection of the stator windings. Based on this context and in the recent grid codes, this work has as main goal the study and development of control strategies that allows the wind turbine to stay connected during grid disturbances and, additionally, the improvement of the ability to support the grid, through reactive power injection. With this approach that is preceded of the development of an experimental test bench and experimental results that ripen the knowledge about important aspects of this technology, this work developed a dynamic behavior study of the doubly-fed induction generator, identifying the main problems associated to the wind generation system control. A control strategy that provide greater damping to the stator flux oscillations, during transients, was developed increasing the ride-through fault capability of these wind generators. A reactive power shared control strategy is proposed and experimentally implemented using both power converters to give reactive power support to the grid. === Usinas eólicas com operação a velocidade variável, equipadas com gerador de indução de dupla alimentação, configuram-se como um dos sistemas de geração mais utilizado em plantas eólicas no mundo, principalmente, devido à capacidade de controle independente de potência ativa e reativa, e ao custo reduzido do conversor de potência, o qual é dimensionado apenas para uma fração da potência nominal do gerador de indução. Por outro lado, o maior inconveniente deste sistema é a sua sensibilidade a distúrbios na rede elétrica, durante a ocorrência de afundamentos de tensão, principalmente, devido sua sólida conexão à rede do enrolamento de estator. Baseado neste contexto e nos recentes códigos de redes, este trabalho tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de estratégias de controle para manter aerogeradores com esta tecnologia conectados à rede elétrica, durante a ocorrência de distúrbios e, adicionalmente, o aprimoramento da capacidade de prover suporte à rede, através da injeção de potência reativa. Com uma abordagem que é precedida do desenvolvimento de uma bancada experimental e de resultados experimentais que maturassem o conhecimento dos aspectos relevantes da tecnologia, este trabalho desenvolveu um estudo do comportamento dinâmico do gerador de indução duplamente alimentado, identificando os principais problemas associados ao controle deste sistema de geração. Uma estratégia de controle para proporcionar maior amortecimento às oscilações de fluxo de estator, durante os transitórios, foi desenvolvida aumentando a suportabilidade destes aerogeradores frente aos distúrbios na rede. Uma segunda estratégia de compartilhamento da injeção de reativos na rede é proposta e implementada experimentalmente, buscando uma utilização dos dois conversores no atendimento a um determinado suporte de reativos.