Análise estática e dinâmica de parques eólicos mistos compostos por aerogeradores de velocidade fixa e variável

The wind electric power generation systems are presented as an appropriate solution to meet the technical, economic, environmental, social and governmental requirements, therefore they have been largely used in several countries. Among the wind turbines technologies available, the speed-fixed with squirrel cage induction generator and variable-speed with doubly fed induction generator wind systems are the most popular. With increasing of the wind penetration levels in electrical grid and due the technologic drawbacks of the wind turbine with cage induction generator, a tend to replace this concept by wind turbine with doubly fed induction generator in the construction of new wind farms is seen. In the case of wind plant installed already, for economic reasons, the gradative modernization process is more convenient. Although both wind systems are well known, but about the combined operation of them is known a little. Thus, the present paper proposes a study to evaluate the impacts occurred by integration of a mixed wind farm in the electrical grid, with squirrel cage and doubly fed induction generators. Aspects related to transient stability under fault and short wind variations and voltage stability are analyzed. The interactions between the technologies are also object of study. Cases with different penetration levels of the wind systems are considered, representing the gradative replace of part of the old concept wind turbine by others of the concept more modern. The results obtained show that the characteristics of the doubly fed induction generator allied with the reduction of the power injection of the fixed-speed wind systems improve the wind farm behavior, suggesting that the combined operation of the wind turbines could be a more costeffective solution.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoOs sistemas eólicos de geração de energia elétrica se apresentam como uma solução adequada para o atendimento aos requisitos técnicos, econômicos, ambientais, sociais e governamentais, por isso eles têm sido largamente usados em diversos países. Dentre as tecnologias de aerogeradores disponíveis, os sistemas eólicos a velocidade fixa com geradores de indução em gaiola de esquilo e a velocidade variável com geradores de indução duplamente alimentados são os mais populares. Com o aumento dos níveis de penetração eólica na rede elétrica e devido às desvantagens tecnológicas dos aerogeradores com gerador de indução em gaiola, uma tendência em substituir esse conceito pelo aerogerador com gerador de indução duplamente alimentado na construção de novos parques eólicos é observada. No caso de usinas eólicas já instaladas, por razões econômicas, o processo de modernização gradativo é mais conveniente. Embora os dois sistemas eólicos sejam bem conhecidos, mas pouco se sabe sobre a operação conjunta de ambos. Dessa forma, o presente artigo propõe um estudo para avaliar os impactos ocorridos pela integração de um parque eólico misto na rede elétrica, com geradores de indução em gaiola de esquilo e duplamente alimentados. Aspectos relacionados à estabilidade de velocidade sob falta e curtas variações de vento e à estabilidade de tensão são analisados. A interação entre as tecnologias também é objeto de estudo. Casos com diferentes níveis de penetração dos sistemas eólicos são considerados, representando a substituição gradativa de parte dos aerogeradores de conceito antigo por outros do conceito mais moderno. Os resultados obtidos mostram que as características do gerador de indução duplamente alimentado aliadas com a redução da injeção de potência dos sistemas eólicos a velocidade fixa melhoram o comportamento do parque eólico, sugerindo que a operação conjunta dos aerogeradores pode ser uma solução de boa relação custo-benefício