Modelagem e Controle para Turbinas Eólicas Horizontais

Abstract

A geração eólica tem crescido cada vez mais no Brasil, devido ao favorável potencial eólico que o país apresenta. Por isso, os efeitos deste aumento no Sistema Interligado Nacional (SIN) têm ganhado importância, o que impulsiona os órgãos reguladores da energia elétrica Brasileira a adequar os seus requisitos para comportar esse tipo de geração e suas particularidades. Atualmente no mercado as turbinas eólicas costumam trazer os seus próprios controladores integrados, contudo estes controladores pecam em alguns requisitos de performance. Este trabalho visa então, à investigação de técnicas de controle para melhorar o desempenho dinâmico dos aerogeradores, contribuindo para um ganho na eficiência da produção energética e possível aumento da vida útil do gerador. Neste escopo, a Reivax, empresa atuante no setor elétrico, principalmente nas áreas de automação e regulação de geração, tem interesse no desenvolvimento deste trabalho, pois um resultado positivo sinaliza uma oportunidade de inovação no mercado de energia eólica. Para a elaboração desta nova solução, foram utilizadas técnicas de modelagem que agregam alguns dos equipamentos já presentes no mercado e também ferramentas de análise de desempenho de controladores.

Wind energy generation is becoming very popular in Brazil, since the country presents favorable environmental conditions. Thus, this growth has shown more impacts in the Brazilian connected system (SIN). This propels regulating entities to update current norms to accomodate the new power plants in the system without sacrificing its stability and quality. Current wind turbines usually come with an integrated controller, however these controllers sometimes do not meet the dynamic requirements of the latest regulations. This paper proposes new control techniques to be applied in those turbines that can improve equipments' dynamic response. In this scope, Reivax, a Brazilian multinational company, that is specialized in power plants automation and control supports this research. Since the conception of a good control technique may lead to the development of new products and technologies. In order to apply this solution, modelling techniques were used in conjunction with control systems dynamic analysis to prove increased performance.