Métodos para a estimação on-line de um subconjunto de parâmetros fundamentais de geradores síncronos

Abstract

Este trabalho apresenta duas metodologias que permitem a identificação de um subconjunto dos parâmetros fundamentais de geradores síncronos com base em medidas instantâneas obtidas do gerador em operação normal e conectado à rede. A primeira metodologia proposta baseia-se no modelo do gerador síncrono operando em regime permanente. A segunda metodologia baseia-se em um modelo simplificado da máquina síncrona para condições de operação com pequenas perturbações, considerando a dinâmica do campo da máquina e a determinação do ângulo de carga a partir do desvio de velocidade. Para realizar a identificação de parâmetros, os modelos são manipulados para fornecerem funções dependentes de parâmetros da máquina, aptas a serem utilizadas em processos de otimização numérica para tratar de problemas de mínimos quadrados não linear, cuja solução é dada pelo método Primal-Dual de Pontos Interiores. A aplicação destas técnicas permite a estimação de um subconjunto dos parâmetros fundamentais do gerador síncrono, que permitem caracterizar seu funcionamento nas condições de operação analisadas. As metodologias propostas foram aplicadas e avaliadas tanto para dados sintéticos, obtidos por simulação, como para dados reais de um gerador de 25 MVA de uma usina hidrelétrica.

Abstract : This work presents two methods for the identification of the synchronous machine parameters based on instantaneous measurements obtained from the generator connected to the network in normal operating conditions. The first proposed method is based on the synchronous generator model operating in steady state. The second method is based on a synchronous machine simplified model suited for operating conditions under small perturbations, considering the dynamics of the machine field and the determination of the load angle from the speed deviation. In order to perform parameter identification, functions suitable to pose the identification as a numerical optimization problem are derived from the models. This optimization problem leads to a least squares problem solved by the interior point method. The application of these techniques allows the estimation of a subset of the fundamental parameters of the synchronous generator, sufficient to characterize its operation under the analyzed operating conditions. The proposed methods were applied and evaluated both for synthetic data, obtained by simulation, and for real data from a 25MVA hydroelectric plant.