Flutuação de potência de alta frequência em parques eólicos : caracterização e mitigação por meio de agregação de turbinas e sistema de armazenamento de energia em baterias

Abstract

Este trabalho oferece uma revisão bibliográfica e caracterização das flutuações de alta frequência em medições reais de um parque eólico composto por 51 turbinas, das quais 36 são de tecnologia DFIG (do inglês, Doubly-Fed Induction Generator) e 15 DD (do inglês, Direct Drive). A caracterização é realizada por meio da densidade do espectro de potência (do inglês, Power Spectral Density PSD), evidenciando a persistência das flutuações de alta frequência, em especial as np, apesar dos avanços tecnológicos das turbinas eólicas. Foi desenvolvida uma metodologia para investigar o potencial de redução dessas flutuações por meio da agregação de turbinas de diferentes tecnologias em diferentes quantidades, contudo, os resultados sugerem que não há diferença significativa na redução das flutuações, independentemente da composição do parque. Além disso, foi identificado um limite na quantidade de turbinas agregadas, presente em todas as composições testadas, para qual além deste limite não há impacto significativo na redução das flutuações de alta frequência. Para aprimorar a mitigação dessas flutuações, foi criada uma plataforma focada na redução das flutuações globais e de alta frequência. Demonstrou-se que é possível mitigar as flutuações de alta frequência com um Sistema de Armazenamento de Energia em Baterias (do inglês, Battery Energy Storage System BESS) dimensionado adequadamente e utilizando uma estratégia de suavização de potência baseada em médias móveis. A plataforma também auxiliou no dimensionamento do BESS, destacando a importância de ajustar a potência nominal e a faixa de suavização conforme a necessidade específica de mitigação das flutuações, seja eliminá-las no contexto global, np ou ambas.