Agregação dinamica de motores de indução

Orientador : Andre Luiz Morelato FrançaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia EletricaResumo: Um sistema elétrico de potência pode ser dividido, com relação a função dos seus componentes, em três grandes grupos: o grupo de geração de energia elétrica - onde estão concentrados os geradores de energia e seus dispositivos de controle; o grupo de transmissão - onde se encontram as linhas de transmissão e transformadores; e o grupo de consumo - onde esta representada a carga consumi da no sistema. Para se analisar a estabilidade deste sistema utilizam-se geralmente métodos numéricos devido às características não-lineares do sistema. Para utilizar tais métodos são necessários modelos matemáticos que representem os componentes do na sua forma dinâmica. Tendo em mãos os modelos dos componentes pode-se analisar o comportamento dinâmico do sistema real através de uma simulação no tempo das equações que representam o sistema. O estudo de modelagem dos componentes de um sistema de energia elétrica tem se desenvolvido de forma não uniforme, pois enquanto grande atenção foi dispensada na modelagem dos componentes do grupo da geração e transmissâo, as cargas têm sido representadas de forma simplificada por se constituir um problema mais difícil. Isto teve como consequência a defasagem no desenvolvimento dos modelos, e atualmente a modelagem detalhada dos componentes de geração e transmissão não implica necessariamente em um bom modelo do sistema como um todo, devido a modelagem deficiente da carga. Portanto, faz-se necessário mais pesquisa na área de modelagem de cargas elétricas. Um componente de carga que merece destacada atenção é o motor de indução, pois este motor representa boa parte do total da carga consumida nos sistemas elétricos de potência, principalmente em sistemas elétricos industriais. O modelo dinâmico de um motor de indução, como a de qualquer componente físico, consiste de um conjunto de equações diferenciais. Portanto, simular o comportamento dinâmico de um motor de indução consiste em resolver estas equações diferenciais no tempo. Os modelos clássicos de carga são os do tipo impedância, corrente e/ou potência constante. Em programas de estabilidade geralmente são estas as modelagens de carga utilizadas, e nestes os motores de indução são frequentemente representados por algum tipo de modelagem clássica ou um misto destas, ao invés de sua modelagem dinâmica. Isto se deve ao fato do crescimento no tempo de simulação quando da adição de mais equações diferenciais no conjunto de equações que representam o sistema. Em grandes instalações elétricas industriais a carga predominante constituise de motores de indução, cujo elevado número exige enorme esforço computacional nos estudos do comportamento dinâmico do sistema. Dentre as abordagens utilizadas para amenizar o problema, este trabalho segue a linha de abordagem de equivalentes dinâmicos, cuja idéia básica consiste em representar um grupo de motores de indução por um unico motor equivalente. Este procedimento tem como base a hipótese de que o comportamento dinâmico de um unico motor equivalente é semelhante ao comportamento de um grupo de motores de indução. Este trabalho apresenta um novo método para obtenção de equivalentes dinâmicos de motores de indução visando agregar grupos de motores de tal modo que possam ser representados por motores equivalentes. O método baseia-se nas equações diferenciais e algébricas que descrevem os comportamentos transitório e em regime permanente das máquinas de indução, garantindo a precisão do equivalente. Por outro lado, o método é rápido pois não possui processo iterativo nem exige obtenção ponto a ponto de respostas no tempo. Basicamente o mét.odo consiste em obter, utilizando técnicas de redução de circuito e o principio de conservação de energia, as impedâncias equivalentes, o escorregamento inicial do motor equivalente, a característica torque de carga-velocidade e a constante de inércia equivalente a partir dos dados e modelos de cada motor a ser agregado. O método se aplica em motores com rotor de gaiola simples ou dupla. São apresentados testes e resultados que mostram a validade do método, tanto para grupos de motores no mesmo barramento, quanto para motores em barramento diferenteAbstract: Not informdeMestradoMestre em Engenharia Elétric