Modelagem de uma turbina eólica com máquina síncrona hexafásica a ímã permanente utilizando MATLAB

Abstract

A entrada em operação de centrais de geração eólica (CGE) no sistema elétrico brasileiro tem despertado o interesse de desenvolvimento de modelos cada vez mais confiáveis para simulações de transitórios eletromagnéticos, que reproduzam, com certo grau de fidelidade, os fenômenos inerentes a distúrbios no sistema ou na própria planta da CGE. O objetivo do presente trabalho é desenvolver um modelo matemático de uma turbina eólica a velocidade variável acionando um gerador síncrono hexafásico a ímã permanente na plataforma MATLAB/SIMULINK para servir de base e validação para implementação futura no programa ATP. É apresentado o modelo matemático de uma máquina síncrona hexafásica com excitação de campo e seus enrolamentos amortecedores equivalentes. De posse do modelo vetorial completo e considerando algumas hipóteses simplificadoras, é obtido o modelo vetorial de uma máquina síncrona hexafásica a ímã permanente. É realizada uma breve explanação sobre conversores, abordando as principais topologias de turbinas eólicas e as estratégias de controle utilizadas nos conversores do lado da rede (CLR) e do lado do gerador (CLG). Para análise do modelo desenvolvido, um estudo de conexão de uma CGE é realizado a fim de avaliar o desempenho do modelo da turbina quando submetida a perturbações. Do exposto acima, o trabalho encontra justificativa devido ao atual cenário do sistema elétrico brasileiro com a inserção de diversas CGE, no qual a representação de modelos de turbinas eólicas de uma CGE é extremamente importante para estudos de transitórios eletromagnéticos. vii