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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30251| Título: | Controle centralizado de tensão e frequência em microrredes ilhadas |
| Título(s) alternativo(s): | Centralized voltage and frequency control in islanded microgrids |
| Autor(es): | Carvalho, Yan Leonardo Bertagnolli de |
| Orientador(es): | Benedito, Raphael Augusto de S |
| Palavras-chave: | Redes elétricas inteligentes Controladores elétricos Sistemas de energia elétrica - Estabilidade Reguladores de voltagem Smart power grids Electric controllers Electric power system stability Voltage regulators |
| Data do documento: | 16-Set-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | CARVALHO, Yan Leonardo Bertagnolli de. Controle centralizado de tensão e frequência em microrredes ilhadas. 2022. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | A operação ilhada de microrredes traz grandes desafios para o controle de tensão e de frequência, pois neste modo de operação, não há mais o suporte de regulação destas variáveis por parte da rede de distribuição. Isto exige da microrrede sistemas de controle que sejam capazes de controlar essas variáveis e gerenciar as reservas de potências ativa e reativa dos geradores distribuídos do sistema. As estratégias de controle secundário de tensão são normalmente aplicadas com base nos conceitos de zonas de controle e barras piloto, que servem como referência para atuação deste tipo de controle. Muitas vezes os critérios propostos não fazem a atualização dos parâmetros em tempo real, ou mantem a barra piloto fixa. Isto pode fazer com que os parâmetros de controle não sejam ajustados adequadamente para diferentes pontos de operação ou que o controle secundário de tensão siga atuando não necessariamente nas regiões em que se encontram os valores mais críticos de tensão. O presente trabalho apresenta uma metodologia de Controle Centralizado Secundário, com atualização dos seus parâmetros em tempo real, que tem como objetivo restaurar os valores tensão e de frequência para dentro de faixas normais operativas na ocorrência de distúrbios na microrrede, O controle secundário de tensão baseia-se em cálculos de análise de sensibilidade, classificação, determinação de zonas de controle e ajuste de referências de tensão e potência reativa dos reguladores dos geradores síncronos, com a atualização da barra piloto do sistema. O controle secundário de frequência é baseado na determinação dos fatores de participação de cada máquina e atua de forma concomitante com a regulação primária. O algoritmo de implementação da metodologia proposta, assim como a modelagem algébrico-diferencial do problema, são realizados na plataforma Matlab, com base em um sistema teste de distribuição de 33 barras. Os resultados apresentam a efetividade da metodologia proposta, pois restauram tensões e frequência a patamares adequados de operação, além de realizarem o gerenciamento das reservas ativas e reativas com base nos limites máximos e mínimos de cada máquina participante do sistema de controle secundário. Além disso, a metodologia apresentou critérios de definição para as zonas de controle que possibilitam a atuação coordenada de mais de uma máquina para a mesma barra piloto, bem como nos cálculos dos ajustes de controle de cada gerador que levam em consideração as reservas reativas de cada unidade geradora. |
| Abstract: | The islanded operation of microgrids challenges the voltage and frequency control, because in this mode of operation the distribution network can not support the regulation of these variables. This requires from the microgrid a control system that is capable of controlling these variables and managing the active and reactive power reserves of the distributed generators. Secondary voltage control strategies are often applied using concepts of control zones and pilot buses, which serve as a reference for this type of control. In many cases, the proposed criteria do not update the parameters in real time, or keep the pilot bar fixed. This can cause the control parameters to not be properly adjusted for different operating points or the secondary voltage control to keep acting not necessarily in the regions where the most critical voltage values are found. The present work develops a methodology of Centralized Secondary Control with updating of its parameters in real time, which aims to restore the voltage and frequency values to normal operating ranges in case of disturbances in the microgrid. The secondary voltage control is based on sensitivity analysis calculations, classification, determination of control zones and adjustment of voltage references and reactive power of the regulators of synchronous generators, with the update of the pilot bus of the system. The secondary frequency control is based on the determination of the participation factors of each machine and it acts simultaneously with the primary regulation. The algorithm that runs the proposed methodology, as well as the algebraic-differential modeling of the problem, are performed on Matlab, based on a 33-bus test distribution system. The results show the effectiveness of the proposed methodology, since we can restore voltages and frequency to adequate operating levels. In addition, we can manage active and reactive reserves based on the maximum and minimum limits of each machine that participates in the secondary control system. Also, the methodology presented a definition for the control zones that allows the coordinated actuation of more than one machine for the same pilot bus, as well as calculations of the control adjustments of each generator that take into account the reactive reserves of each unit generator. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30251 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia |
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