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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVQK2Q| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Descrição da geração eólica com ênfase nos requisitos de qualidade de energia e proteção elétrica da turbina |
| Authors: | Camilo Assunção Silveira |
| First Advisor: | Clever Sebastiao Pereira Filho |
| First Referee: | Jose Luiz Silvino |
| Second Referee: | Eduardo Gonzaga da Silveira |
| Abstract: | O presente trabalho inicia-se a partir da história da geração eólica, sua expansão, tecnologias e desafios. A seguir são exploradas as formas de cálculo da potência mecânica do vento, sua eficiência máxima de transformação, a definição do fator de carga para a energia elétrica produzida, aspectos construtivos e os principaisequipamentos que formam uma turbina eólica de grande porte conforme as atuais tecnologias de mercado. Destaque será dado para as turbinas eólicas com gerador de indução com rotor bobinado duplamente alimentado (DFIG - Doubly Fed Induction Generator) em conjunto com conversores de potência bidirecionais, seus modos de operação subsíncrono e supersíncrono para diferentes velocidades de vendo, bem como a relação do escorregamento do gerador para o dimensionamento da potência do conversor. O primeiro principal tema do presente trabalho irá detalhar os requisitos de qualidade de energia a serem atendidos peçp parque eólico conforme solicitação do ONS e as normas técnicas internacionais cabíveis, bem como os resultados reais de campanhas de medição de qualidade de enrgia para um parque eólico localizado no nordeste brasileiro. Seus índices de qualidade de enrgia a serem atendidos bem como os requisitos mínimos para conexão do parque eólico à rede básica es~tao presentes principalmente nas normas do ONS [27][30][31] e na norma internacional IEC 61400-21[19]. Ao final será proposto um novo algoritmo de identificação de distorção harmônica de corrente medida na turbina eólica, classificando-a como proveniente da rede externa ou na própria turbina. O segundo principal tema da dissertação é a proteção elétrica da turbina eólica na sua zona de média tensão. Será abordado a coordenação e seletividade junto à subestação do parque eólico que se conecta à rede básica, bem como uma nova proposta de identificação falha elétrica na média tensão. Propõe-se através da presente dissertação armazenar uma base de dados referente ao primeiro ano de operação do parque eólico com os valores de dimensional fractal e lacunaridade das descargas parciais e a taxa de distorção harmônica de quinta ordem. Através dos resultados obtidos propóe-se a criação de três regras classificação do tipo de falha elétrica. A ação a ser realizada poderá implicar em uma manutenção planejada ou na imediata proteção atuada, interrompendo a operação da turbina eólica |
| Abstract: | The aim of this work starts from the history of the wind generation, its expansion, technologies and challenges. The following are explored ways of calculating mechanical wind power, their maximum effiiciency, the definition of the capacity factor for the electrical energy produced, the constructive aspects and the amin equipment that form a wind turbine according to current market technologies. Highlight wil be given to wind turbines with DFIG technology - Doubly Fed Induction Generator in conjunction with back-to-back power converters, their sub-synchronous and hyper-synchronous modes of operation for different wind speeds as well as the ratio of the generator slip to the converter power dimensioning. The first main theme of this work will detail the power quality requirements to be met by the wind farm as requested by the ONS and applicable international technical standards, as well as actual results of power quality measurements campaigns for a wind farm located in the northeast of Brazil. The requirements for connection of the wind farm to the grid are mainly present in the ONS standards [27] [30] [31] and in the international standard IEC 61400-21 [19]. In the end a new harmonic current distortion identification algorithm will be proposed in the wind turbine classifying it as coming from the external grid or in the turbine itself. The second main theme of the dissertation is the electrical protection of the wind turbine in its medium voltage zone. It is approached a coordination and selectivity next to the substation of the wind farm that connects to the basic network, as well as a new proposal of electrocaç fault identification in the medium voltage. It is proposed through this dissertation to store a database for the first year of operation of the wind farm with fractal dimensional values and lacunarity of the partial discharges and the fifth order harmonic distortion. Through yhe obtained results it is proposed to create three rules for the classification of the type of electrical fault. The action to be performed may involve planned maintenance or stop immediately the operarion of this wind turbine |
| Subject: | Turbina eólica Energia eólica Engenharia elétrica Descargas elétricas Sistemas de energia elétrica Proteção |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVQK2Q |
| Issue Date: | 6-Oct-2017 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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