Exemplo Painel - PR2-UFRJ

ANÁLISE DE SENSIBILIDADE NO USO DO STATCOM
Fabíola Rosa Ferreira (PIBIC – Nov/02 a Ago/03)
Thatiana Conceição Justino (CNPq-Balcão – a partir de Abril/03)
Bolsistas:
Orientadores: Edson H. Watanabe / Luís Guilherme B. Rolim
INTRODUÇÃO
METODOLOGIA
Diagrama em blocos do STATCOM conectado à rede
Através da teoria proposta por
Wood é possível simular um conversor por um modelo baseado em fontes de tensão controladas por tensão e fontes de corrente controladas por corrente.
Cada vez mais as indústrias exigem qualidade
de energia elétrica superior que pode ser comprometida, por exemplo, por potência reativa em
excesso no circuito.
Torna-se, então, necessário o desenvolvimento
de um dispositivo que tenha a flexibilidade de
compensar potência reativa variável no tempo.
O STATCOM (STATic Synchronous COMpensator) ou compensador síncrono estático faz
este papel com o objetivo de:
A operação de cada chave é descrita por uma função binária (H).
m
V
• Compensar a potência reativa de forma continuamente variável;
• Controlar a tensão no ponto de conexão,
através do controle da potência de reativa.
  H ijVi
out
j
n
I  H I
in
in
i
i 1
j 1
Matriz de Chaveamento
Genérica
out
ij j
Tem-se que:  V PCC   V i  0º e V s
Sistema utilizado para o estudo da sensibilidade
P
Vs VPCC
xl
OBJETIVO
Simular STATCOM quasi 24 pulsos para aplicação em compensação dinâmica de reativos.
Será feito um estudo das vantagens da inserção
de um reator em série com a linha para que o
STATCOM possa controlar melhor a tensão no
ponto de conexão comum, mesmo injetando
uma quantidade menor de corrente na rede.
sen 

Vs  VPCC  jxl I l
VPCC  Vi  jxs I s
P V
VPCC  Vs  jxl
*
PCC c
I
P
V
*
PCC
xl
 VPCC  Vi 
xs
2
2
2



 xl  xl 
 xl 
 xl   xl 
xl  xl 
Vi 1    Vi 1    Vi   1 1      
xs  xs 
  x s   R  
 x s  x s   x s 
2
VPCC 
2
 xl   xl 
1     
 xs   R 
RESULTADOS
8.8
1.15
1.05
0.93
Angulo Delta em Funcao de Vpcc ( Estabilidade # Delta < 90 graus)
Tensao no Ponto de Conexao do STATCOM com a Rede em Funcao de Vi
Tensao no Ponto de Conexao do STATCOM com a Rede em Funcao de Vi
Tensao no Ponto de Conexao do STATCOM com a Rede em Funcao de Vi
2
Vs = 0.8 pu, Xl = 0.2 pu,
Xs = 0.1 pu, R = 1 pu
8.6
0.925
1.1
8.4
1
0.92
1.05
8.2
0.91
0.905
Vpcc (pu)
Vpcc (pu)
Vpcc (pu)
0.95
0.9
Delta (graus)
0.915
1
0.95
0.9
Vs = 0.8 pu, Xl = 0.01 pu,
Xs = 0.1 pu, R = 1 pu
0.89
0.885
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
Vi (pu)
1.1
1.15
1.2
Vs = 0.8 pu, Xl = 0.1 pu,
Xs = 0.1 pu, R = 1 pu
0.85
1.25
0.8
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
Vi (pu)
1.1
1.15
1.2
Vs = 0.8 pu, Xl = 0.2 pu,
Xs = 0.1 pu, R = 1 pu
0.85
1.25
0.8
0.8
7.8
7.6
7.4
0.9
0.895
8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
Vi (pu)
1.1
1.15
1.2
7.2
7
1.25
6.8
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
Vpcc (pu)
Ângulo delta em função de Vpcc
Tensão no ponto de conexão do STATCOM com a rede em função de Vi
CONCLUSÕES
Um STATCOM quasi 24 pulsos foi simulado no MATLAB e obteve-se a forma de onda
esperada da tensão fase neutro na carga.
Os resultados obtidos permitem concluir que simplesmente com a reatância própria da linha
não é possível realizar o controle da tensão no ponto de conexão. Seria necessária uma
variação de 20 % na tensão do STATCOM para que a tensão no ponto comum variasse 1 %
do seu valor nominal.
Circuito do STATCOM
Forma de onda da tensão fase-neutro
do Conversor quasi 24 pulsos
Com um reator inserido, um pequeno aumento na tensão no STATCOM é suficiente para
restabelecer a tensão no ponto de conexão comum sem afetar a estabilidade do sistema.