Sintonia dos controladores para aerogeradores de velocidade variavel com geradores de inducao de dupla alimentacao utilizando um algoritmo meta heuristico de inteligencia coletiva
O aumento da integracao da geracao eolica em sistemas eletricos de potencia e atualmente uma tendencia generalizada em muitos paises e os Aerogeradores de Velocidade Variaveis (AVV) com Geradores de Inducao de Dupla Alimentacao (DFIG) com conversores de potencia de tipo back to back sao os mais empregados para este fim. Existe a necessidade de que seu sistema de controle atue corretamente para garantir a estabilidade e obter o desempenho desejado quando estes sao submetidos a diferentes perturbacoes transitorias, o que resulta dificil devido as nao linearidades e a forte relacao entre as grandezas eletricas e mecanicas deste tipo de aerogerador. Neste contexto, esta dissertacao tem como objetivo a sintonia dos ganhos dos controladores PI que compoem o sistema de controle, utilizando um algoritmo meta heuristico de inteligencia coletiva, para duas perturbacoes normais na operacao de uma usina eolica: variacao de vento e falta eletrica. Para isso, foi modelado o DFIG aproveitando modelos detalhados, considerando a estrutura de controle orientada pela tensao do estator, com malhas de controle de potencia ativa e reativa e seus respetivos controles de correntes, todas equipadas com controladores tipo PI. Logo foi gerado um conjunto de funcoes objetivos, penalizando diretamente das simulacao dinamica as variaveis de maior importancia. A seguir, foi aprimorado um algoritmo PSO multi objetivo, o qual e utilizado como ferramenta de sintonia. Em seguida, o algoritmo foi aplicado ao DFIG na configuracao maquina barra infinita para variacao de vento e falta eletrica. Finalmente foi testada a robustez das sintonias obtidas no sistema de maquina barra infinita e em um alimentador de 32 nos. O PSO apresentou uma boa capacidade de exploracao e intensificacao do espaco de busca alcancando os requisitos de sintonia preestabelecidos em todos os casos. Os resultados de estabilidade e desempenhos foram satisfatorios para as perturbacoes transitorias utilizadas gracas a penalizacao de variaveis chaves nas funcoes objetivos. A sintonia resultou suficientemente robusta para variacoes de parametros do alimentador e de condicoes operativas, alem do proprio coeficiente de rigidez do acoplamento mecanico turbina gerador, sempre que a usina esteja submetida a perturbacoes consideradas na sintonia. Observa se tambem que explorando as funcoes objetivo e o proprio algoritmo pode se atingir uma ampla melhoria no desempenho do sistema de controle do DFIG sintonizado para as variacoes de vento e faltas eletricas. Palavras chave: Geracao Eolica, Aerogeradores