Paramètres de tendance centrale

A tensão de saída de um gerador síncrono é proporcional à velocidade do eixo da turbina. Assim, em caso de sobrevelocidade, o barramento DC deve ser protegido contra sobretensões. Este controle atua sobre o diodo retificador através de leitura da tensão no barramento DC. Para realizar esta proteção, utilizamos um componente comparador chamado Comparador de Nível de Entrada Única (Single Input Level Comparator). A saída deste componente pode assumir dois valores dependendo do valor ajustado e do sinal aplicado na sua entrada. Se o sinal de entrada, ou seja, a tensão terminal do barramento DC é menor que a tensão ajustada, a saída assume o valor “0”, permitindo que a magnitude de tensão do barramento DC possa ser elevada. Em contrapartida, se a tensão for maior que a tensão ajustada, a saída deste componente é “1”, bloqueando a elevação da magnitude deste componente. O componente responsável por este controle é o 6-Pulse Bridge, apresentado na seção B.5. Para as simulações, consideramos o valor máximo de sobtensão DC como 10% acima da tensão nominal, isto é 1,760 kV. Na B.14 está apresentado este componente e na figura B.15 a tela com os parâmetros ajustados.

Figura B.14: Componente Comparador de Nível de Entrada Única (Single Input Level Comparator) da Biblioteca Padrão do PSCAD. Fonte: (MANITOBA-HVDC, 2005b).

Figura B.15: Tela de configuração do componente Comparador de Nível de Entrada Única (Single Input Level Comparator).

B.8 CONVERSÃO DC-AC

Para realizar a conversão DC-AC, foram utilizados alguns componentes apresentados na figura B.16.

Figura B.16: Estágio de Conversão DC-AC

Um dos componentes para realização da conversão DC-AC é o 6-Pulse Bridge, apresentado na seção B.5. Na figura B.17 estão apresentadas as telas de configuração do componente 6-Pulse Bridge para ser utilizado como conversor DC-AC.

Figura B.17: Telas para configuração do componente 6-Pulse Brigde para funcionalidade de conversor DC-AC.

A função do indutor é manter a continuidade de corrente pelo tempo de até um segundo em caso de distúrbios no sistema. O valor de indutância para esta finalidade é de 1,7H.

Além da conversão DC-AC, o inversor deve ter duas funções adicionais que são realizar o controle de tensão no barramento DC e de

limitar um colapso de tensão neste barramento em caso de faltas sistema de distribuição. Estas funções são descritas nos itens a seguir:

a) Limitar um colapso de tensão em caso de falta no sistema de distribuição:

Na ocorrência de uma falta no sistema de distribuiçaõ, a tensão terminal tende a ser reduzida. Para garantir que a tensão no barramento DC não seja menor que 10% do valor nominal (1440�), utilizamos o componente Comparador de Nível de Entrada Única (Single Input Level Comparator), descrito na seção B.5. Se o sinal de entrada, ou seja, a magnitude de tensão no barramento DC for menor que a tensão ajustada, a saída assume o valor “0”. Isso bloqueia o 6-Pulse Bridge evitando que a tensão nos terminais conectados ao sistema de distribuição seja reduzida ainda mais. Em contrapartida, se a tensão for maior que a tensão ajustada, a saída deste é “1”, desbloqueando a redução da magnitude. Na figura B.18 está mostrada a tela de configuração deste componente:

Figura B.18: Tela de configuração do componente Comparador de Nível de Entrada Única (Single Input Level Comparator).

b) Controle de tensão

Até o momento, o controle de tensão nos terminais do inversor DC-AC foi realizado pelo barramento DC, e não utilizando como referência o ponto de conexão com o sistema de distribuição. Para fazer que a tensão no barramento DC esteja entre 0,95 e 1,05 p.u. (ou seja, entre 1520V e 1680V), utilizamos dois componentes disponíveis no PSCAD, denominados Limitador de Corrente dependente de Tensão (Voltage Dependent Current Limits) e um Controlador de Corrente Genérico (Generic Current Controller). Na figura B.19 são apresentados estes componentes e nas tabelas B.6 e B.7 a descrição de suas entradas e saídas.

Figura B.19: Componentes Limitador de Corrente dependente de Tensão (Voltage Dependent Current Limits) e Controle de Corrente Genérico (Generic

Current Control) da Biblioteca Padrão do PSCAD. Fonte: (MANITOBA-HVDC, 2005b)

Tabela B.6: Descrição dos terminais do componente Limitador de Corrente dependente de Tensão (Voltage Dependent Current Limits).

Terminal Tipo Descrição

VD Entrada Medição de tensão no barramento DC _(kV)

CI Entrada Corrente de referência

Tabela B.7: Descrição dos terminais do componente Controle de Corrente Genérico (Generic Current Control).

Terminal Tipo Descrição

CD Entrada Medição da corrente no barramento DC _(kA)

CO Entrada Current Order

DA Saída Ângulo de disparo para os tiristores do _inversor

No componente Limitador de Corrente Dependente de Tensão, deve-se definir dois valores de tensão pelos quais se deseja manter o nível de tensão DC. Estes limiares são chamados Limite de Aplicação (Volts for Applying Limit) – Von e Limite para Remoção (Volts for Removing Limit ) – Voff. Também se deve definir um parâmetro chamado Limite de Corrente (Current Limits). Na figura B.20 é mostrada a curva que descreve o perfil de tensão em função da corrente no barramento DC devido a este componente e a localização das variáveis Von, Voff, Limite de Corrente e CI (Corrente de Referência).

Figura B.20: Curva que descreve o perfil de tensão esperado em função da Corrente no barramento DC devido ao componente Limitador de Corrente Dependente de Tensão.

De acordo com o gráfico da figura B.20, se a tensão no barramento DC é maior que Voff, então o valor de CO (Current Order, será igual a CI (isto é, a Corrente de Referência). Caso a tensão no barramento DC seja menor que Von, CO será o valor de Limite de Corrente. O valor de CI é o valor da corrente nominal do barramento DC, que vale 1,8kA. Na figura B.21 são apresentadas as telas com os parâmetros de configuração adotados para o componente Limitador de Corrente Dependente de Tensão.

Figura B.21: Telas de configuração do componente Limitador de Corrente Dependente de Tensão (Voltage Dependent Current Limits)

Figura B.22: Telas de configuração do componente Limitador de Corrente Dependente de Tensão (Voltage Dependent Current Limits)

O segundo componente, Controlador de Corrente Genérico, é responsável pelo ângulo de disparo do 6-Pulse Bridge. Este componente possui um controle proporcional integral, que atua no erro entre o sinal CO (sinal de saída do componente Limitador de Corrente Dependente de Tensão, descrito anteriormente) e o valor da magnitude de corrente medida no barramento DC. Os parâmetros deste componente estão mostrados na figura B.23. Os valores de Ganho Integral (Integral Gain) e Ganho Proporcional (Proporcional Gain) adotados foram os mesmos sugeridos por (CEDRAT, 2006).

Figura B.23: Tela com os parâmetros de configuração do componente Controlador de Corrente Genérico.