Ensaio pouco invasivo para avaliação de estabilizadores em usinas multigeradores

Abstract

Estabilizadores de sistemas de potência têm sido largamente utilizados em usinas geradoras de energia elétrica para expandir os limites de estabilidade dos sistemas elétricos, uma vez que apresentam benefícios expressivos no aumento da confiabilidade desses sistemas e baixo custo de instalação e manutenção. No entanto, para que esses benefícios sejam efetivos, é importante que o ajuste dos parâmetros dos estabilizadores seja adequado e reavaliado regularmente, devido à constante expansão dos sistemas elétricos. Recentemente, foi proposta uma metodologia para verificação da efetividade de estabilizadores em usinas com múltiplos geradores por meio de ensaio de campo pouco invasivo baseado no levantamento de respostas em frequência de malha fechada. O método é capaz de inferir a influência dos estabilizadores na dinâmica eletromecânica da usina por intermédio da comparação das características dos modos dominantes em malha aberta e fechada, sem a necessidade de desconectar geradores ou controladores. Contudo, para viabilizar a aplicação desta metodologia pela indústria, é necessário superar algumas limitações práticas verificadas na execução dos testes. Este trabalho propõe, então, melhorias de âmbito prático para essa metodologia de ensaio, visando torná-lo mais ágil, confiável e preciso. São investigados diferentes sinais de sondagem, para utilização em ensaios de sistemas de potência, que permitam a execução de ensaios com maior rapidez e confiabilidade nos resultados, evitando os inconvenientes de possíveis grandes mudanças nas condições operativas do sistema durante a realização dos testes de campo. É proposto também um método de ensaio que reduz a influência de ruídos nas medidas efetuadas, denominado ensaio de polaridade reversa. Este ensaio consiste na aplicação de sinais de perturbação em contrafase em dois geradores de uma usina multigerador. Esta estratégia concentra a energia do sinal de sondagem apenas nos geradores excitados, cancelando a parcela do ruído comum às medidas dos dois geradores, proporcionando maior exatidão na identificação do modo de oscilação intraplanta e restringindo ainda mais a interferência no sistema como um todo. Adicionalmente, são desenvolvidas ferramentas computacionais, especialmente projetadas para aplicação nos ensaios da metodologia proposta, que auxiliam na sintetização de sinais de sondagem e no processamento dos dados do ensaio. Estas ferramentas foram utilizadas na prática em um ensaio de campo realizado na usina hidrelétrica de Itaipu. Os resultados obtidos foram compatíveis com aqueles de simulações computacionais e confirmaram a efetividade do estabilizador de Itaipu no amortecimento dos modos de oscilação local e intraplanta da usina.