BRUKEN AV RELIGIØSE ELEMENTER

As investiga¸c˜oes realizadas neste ponto, onde ocorre o acoplamento entre o WECS e o sistema el´etrico (PAC), para todos os casos a serem apresentados nesta tese, com- preendem a determina¸c˜ao de alguns indicadores utilizados para aferir a qualidade da energia el´etrica do sistema e´olico e/ou da rede el´etrica. Nesse sentido, s˜ao determi- nados para as tens˜oes e correntes, indicadores que permitem diagnosticar o grau de degrada¸c˜ao da energia el´etrica, seja devido `a condi¸c˜oes operativas do sistema e´olico ou ao pr´oprio sistema de potˆencia.

Todavia, salienta-se que para este primeiro caso apresentado, foi estabelecido que a rede el´etrica possui caracter´ısticas ideais, portanto, sem qualquer tipo de perturba¸c˜ao, seja na forma de onda, na amplitude ou na freq¨uˆencia da tens˜ao e/ou corrente el´etrica. De outro lado, ´e assumido um sinal de vento bem comportado, ou seja, sem quaisquer turbulˆencias formando tal sinal (rajada ou sombreamento da torre).

A figura 6.19 ilustra o perfil das tens˜oes de linha no ponto de acoplamento comum - PAC. No detalhe destas tens˜oes, mostrado na figura 6.20, nota-se que os oscilogra- mas apresentam-se praticamente senoidais, resultado das caracter´ısticas do sistema de potˆencia e um sinal de vento livre de turbulˆencias, dessa forma, mantendo as suas caracter´ısticas dentro das especificadas pela legisla¸c˜ao. O valor eficaz das tens˜oes, em regime permanente ´e igual a 13.778 V.

Figura 6.20: Zoom das tens˜oes mostradas na figura 6.19 - Caso A.

O perfil rms das tens˜oes trif´asicas no PAC pode ser observado na figura 6.21. Esta figura mostra que as tens˜oes trif´asicas se mantˆem constantes e equilibradas, apesar das pequenas varia¸c˜oes aleat´orias verificadas com o sinal do vento.

Figura 6.21: Perfil rms das tens˜oes no ponto de acoplamento comum (PAC) - Caso A.

O espectro harmˆonico da tens˜ao, mostrado na figura 6.22, atesta a inexistˆencia de componentes harmˆonicas, apresentando, portanto, somente a componente fundamental.

Figura 6.22: Espectro harmˆonico da tens˜ao no PAC - Caso A.

O perfil dos oscilogramas de corrente, correspondentes `as tens˜oes no PAC, est´a mostrado na figura 6.23.

Figura 6.23: Correntes no ponto de acoplamento comum (PAC) - Caso A.

Um zoom das correntes no ponto de conex˜ao est´a ilustrado na figura 6.24. Os oscilogramas mostram a presen¸ca de componentes harmˆonicos de freq¨uˆencia elevada e baixa magnitude, caracter´ıstico em circuitos que utilizam conversores do tipo PWM. O valor eficaz da corrente no ponto do sistema em quest˜ao ´e igual a 6,77 A.

Figura 6.24: Zoom das correntes mostradas na figura 6.23 - Caso A.

As componentes harmˆonicas mais significativas no sinal de corrente encontram- se na faixa da freq¨uˆencia de chaveamento do inversor, no presente caso de 5 kHz, constatado pelo histograma do espectro harmˆonico mostrado na figura 6.25. Outras componentes caracter´ısticas, com freq¨uˆencia de 5kHz ± 2 x 60, embora n˜ao vis´ıveis na figura, encontram-se presentes com amplitude aproximada de 0,3%.

Figura 6.25: Espectro harmˆonico da corrente no PAC - Caso A.

A Distor¸c˜ao Harmˆonica Total de Corrente (DTC) encontrada para as correntes no ponto de acoplamento ´e de 6,6%, conforme apresentado na tabela 6.15.

Tabela 6.15: Principais harmˆonicas de corrente (PAC) - Caso A

Distor¸c˜ao Harmˆonica Individual de corrente [%] DTC [%]

Valor da fundamental: I1 = 9,54 [A]

000 4,88 kHz000 00005 kHz000 00005,12 kHz 000 00006,64000

0,3 6,64 0,3

Complementarmente `as tens˜oes e correntes at´e este ponto abordadas, as potˆencias ativa gerada e reativa intercambiada entre o WECS e a rede el´etrica, em decorrˆencia do sinal de vento incidente, s˜ao tamb´em apresentadas.

A curva de desempenho da potˆencia ativa despachada para a carga/rede ilustrada na figura 6.26, atinge um valor m´edio em torno de 141 kW, com pequenas oscila¸c˜oes, decorrentes da aleatoriedade do vento.

Figura 6.26: Potˆencia ativa gerada pela turbina e´olica - Caso A.

Com rela¸c˜ao ao desempenho da potˆencia reativa mostrada na figura 6.27, e de acordo com a conven¸c˜ao adotada, o sentido se d´a somente do WECS para a rede

el´etrica. Esta condi¸c˜ao deve-se `a atua¸c˜ao do sistema de controle da tens˜ao do PAC, que age no sentido de mantˆe-la dentro da faixa estabelecida para a mesma. A potˆencia reativa para a condi¸c˜ao de vento do caso base alcan¸ca um valor em torno de 79 kVAr.

Figura 6.27: Potˆencia reativa fornecida pelo gerador e´olico - Caso A.

Os estudos aqui descritos, enfocam, ainda, a quest˜ao da flutua¸c˜ao de tens˜ao e os seus efeitos decorrentes para com as grandezas el´etricas no ponto de conex˜ao. Esta preocupa¸c˜ao surge devido `a caracter´ıstica aleat´oria da energia prim´aria dos geradores e´olicos, e o seu efeito sobre a tens˜ao do barramento ao qual s˜ao conectados.

Nesse sentido, procedeu-se tamb´em a medi¸c˜ao da flutua¸c˜ao das tens˜oes fase-fase, naquelas com maior comprometimento, e a partir da´ı determinou-se o indicador do grau de severidade de cintila¸c˜ao, associado a uma determinada flutua¸c˜ao de tens˜ao. Para essa finalidade, utilizou-se a formula¸c˜ao apresentada na parte inicial deste cap´ı- tulo [79], que dentre outras quest˜oes destaca intervalos de tempo de 10 minutos para realizar o c´alculo do indicador de severidade de flicker Pst. Todavia, para fins desta

tese, por motivos associados com os longos per´ıodos requeridos para os c´alculos dos indicadores de cintila¸c˜ao luminosa, decidiu-se pelo uso de intervalos de tempo bastante inferiores aos cl´assicos 10 minutos. Desta forma, os valores calculados utilizaram per´ıo- dos de c´alculo de 1 segundo. Este procedimento, em consonˆancia com a metodologia de c´alculo conduz ao que se denomina por sensa¸c˜ao instantˆanea de flicker. N˜ao obs- tante esta grandeza seja uma das amostras que ir˜ao compor um grande conjunto de vari´aveis utilizadas para a defini¸c˜ao final do Pst, para o caso de sinais de comporta-

mento invari´avel no tempo, a mesma expressa tamb´em o indicador final da cintila¸c˜ao luminosa. Dessa forma,quando utilizado para sinais que n˜ao alteram o padr˜ao de de- sempenho ao longo do tempo, as amostragens utilizadas nos c´alculos s˜ao consideradas representativas do comportamento da tens˜ao durante todo o intervalo de tempo. Para a determina¸c˜ao dos indicadores de severidade de cintila¸cao luminosa foi utilizada a

metodologia computacional desenvolvida em [90].

Para este primeiro caso, ou caso referˆencia, foi encontrado o valor de Pst = 0, 01pu.

Trata-se de um valor muito pequeno e por certo muito inferior aos limites estabeleci- dos pelos ´org˜aos competentes do setor de energia el´etrica do pa´ıs. Todavia, a ordem de grandeza encontrado para este indicador, est´a em conformidade com os estudos realizados em [91], para o caso de turbinas de velocidade vari´avel.