Na sequência das tendências mundiais, também no Canadá (para focar outro pais de outro continente) a introdução da produção eólica está a atingir valores nunca antes alcançados.
Assim, o TSO para o Québec, Hydro-Quebéc, definiu os requisitos para o projecto, construção e manutenção de aerogeradores ligados à sua rede [36].
As razões principais que levaram à definição destes requisitos são, por um lado, não interferir com os controlos automáticos utilizados no sistema, e por outro lado, ajudar no restabelecimento ou manutenção da tensão e frequência.
Para que estes objectivos sejam alcançados, os aerogeradores têm de ser projectados, construídos, mantidos e protegidos de modo que permaneçam em serviço sem serem desligados durante variações de tensão e frequência.
2.4.5.1
Regulação de tensão
A regulação de tensão é exigida para assegurar a estabilidade e a fiabilidade do sistema de transmissão. Para a regulação de tensão ser eficiente, todos os centros de produção devem participar no processo.
O TSO requer, que o gerador participe na regulação da tensão do sistema de uma forma continuada, dinâmica e rápida, ou seja, de forma idêntica a uma máquina síncrona.
Todas as máquinas devem ser capazes de regular a tensão (como os aerogeradores equipados com geradores assíncronos duplamente alimentados ou outros equipados com conversor) e devem de ser projectados para regular continuamente a tensão do sistema de transporte da Hydro-Québec em regime transitório, dinâmico ou estacionário. Para conseguir este objectivo, as máquinas devem ser equipadas com um sistema automático de regulação de tensão e serem capazes de fornecer ou de absorver, em regime estacionário, potência reactiva que corresponda ao factor de potência especificado nas secções 2.4.5.1.1 e 2.4.5.1.2.
2.4.5.1.1
Factor de potência para geradores síncronos com conversor
Para parques eólicos equipados com geradores síncronos ligados à rede de transporte através de um conversor, o gerador deve ter capacidade de fornecer ou absorver, aos terminais do conversor (lado da rede), a potência reactiva que corresponda a um factor de potência sub-excitado ou sobre-excitado igual ou inferior a 0,95. A potência reactiva deve estar disponível em toda a gama de potência activa produzida.
2.4.5.1.2
Factor de potência para geradores assíncronos
Para parques eólicos equipados com geradores assíncronos com capacidade de regulação de tensão, o gerador deve estar preparado para fornecer ou absorver a potência reactiva que corresponda a um factor de potência sub-excitado ou sobre-excitado igual ou inferior a 0,95. A potência reactiva deve estar disponível em toda a gama de potência activa produzida.
2.4.5.2
Exigências dos serviços auxiliares
Os serviços auxiliares requeridos para operar um parque eólico devem permanecer operacionais e não causar, mesmo que directa ou indirectamente, a saída de qualquer aerogerador durante uma cava de tensão ou de uma variação de frequência.
2.4.5.3
Requisitos de ride through capacity
2.4.5.3.1
Requisitos gerais
Os aerogeradores ligados à rede de transporte da Hydro-Québec devem permanecer em serviço, sem qualquer saída de serviço, o mais tempo possível durante a ocorrência de defeitos severos que provoquem perturbações transitórias que afectem a tensão, a potência ou a frequência no sistema de transmissão. Os sistemas de protecção, utilizados para protegerem os aerogeradores, devem ser suficientemente selectivos para prevenirem saídas de serviço não desejadas durante a ocorrência dos defeitos. Assim, nenhum sistema de protecção poderá causar, mesmo que directa ou indirectamente, nenhuma saída de serviço para as seguintes tensões (Tabela 2.1 e Figura 2.19) e frequências (
Tabela 2.2):
Tabela 2.1 – Período mínimo de tempo durante o qual os parques eólicos devem permanecer em serviço sem serem desligados quando ocorrem cavas de tensão.
Tensão (p.u.) Duração V<0,60 Figura 2.19 0,60≤V<0,75 Figura 2.19 0,75≤V<0,85 Figura 2.19 0,85≤V<0,90 Figura 2.19 0,90≤V<1,10 permanentemente 1,10≤V<1,15 300 segundos 0,15≤V<1,20 30 segundos 1,20≤V<1,25 2 segundos 1,25≤V<1,40 0,10 segundos V>1,40 0,03 segundos
Figura 2.19 – Curva de Low Voltage Ride Through da Hydro-Québec.
Tabela 2.2 - Período mínimo de tempo durante o qual os parques eólicos devem permanecer em serviço sem serem desligados quando ocorrem variações de frequência.
Frequência (Hz) Duração f<55,5 Instantaneamente 55,5≤f<56,5 0,35 segundos 56,5≤f<57,0 2 segundos 57,0≤f<57,5 10 segundos 57,5≤f<58,5 1,5 minutos 58,5≤f<59,4 11 minutos 59,4≤f<60,6 Permanentemente 60,6≤f<61,5 11 minutos 61,5≤f<61,7 1,5 minutos f>61,7 Instantaneamente
A exigência a respeito da capacidade dos sistemas de protecção de suportarem as variações da frequência referidas na
Tabela 2.2 é também aplicável a todos os parques eólicos ligados à rede de distribuição da Hydro-Québec's.
2.4.5.3.2
Protecção de tensão
A protecção de tensão inclui protecção de mínimo e de máxima tensão. Tais protecções devem ser suficientemente selectivas para impedir funcionamentos indesejáveis durante acontecimentos na rede principal que resultem de perturbações transitórias. A protecção de tensão deve cumprir com o disposto na Tabela 2.1. As durações mostradas na tabela indicam as temporizações mínimas que o sistema de protecção deve ter na zona correspondente.
2.4.5.3.3
Protecção de frequência
A protecção da frequência inclui protecção contra mínima e máxima frequência. A protecção da frequência deve ser coordenada com os outros sistemas de protecção utilizados e desligar os aerogeradores sempre que a gama de frequência ultrapasse os limites estabelecidos. Deve ser ajustada para valores e temporizações que sejam suficientemente selectivos, de forma a impedir o seu funcionamento durante fenómenos transitórios que ocorrem na rede.
Em nenhum instante os ajustes do sistema de protecção podem interferir com as medidas executadas pelo TSO para restaurar a frequência do sistema. Os sistemas de protecção da frequência devem assim cumprir com as exigências indicadas na
Tabela 2.2. As durações mostradas na tabela ajustam as temporizações mínimas para as quais o sistema de protecção deve estar regulado na zona correspondente. Por exemplo, consultando a
Tabela 2.2, a protecção da frequência actuará com uma temporização de 11 minutos para situações em que a frequência esteja entre 58,5 Hz e 59,4 Hz.