Modeling and performance analysis of advanced static compensators in the context of electricity quality

Due to the growing demand of electrical energy, modem electrical systems have faced a variety of operational problems. To solve some of these difficulties, emerges the FACTS concepts and technology. This uses advanced equipments, which provide new ways to control and optimise power transfer from different locations. Focusing on this strategy arises the Unified Power Flow Controller-UPFC, consisting of a ingenious combination of two other well established devices, the Advanced Static Var Compensator-ASVC and the Advanced Series Compensator-ASC. The result is a promising equipment to enhance FACTS applications. Considering this as quite a new product, it is found relevant to carry on investigations in order to achieve a better understanding of its physical principies and performance under system conditions associated to power systems ideal and non ideal conditions. This is the main target for this thesis, i.e, UPFC modelling and equipment/system behaviour under power quality problems. The power units as well as the control models are implemented into the SABER time domain simulator and many studies are performed in order to emphasize the individual and overall equipment parts (ASVC, ASC and UPFC) under the established system conditions.Tese (Doutorado)Os sistemas de energia elétrica têm experimentado, nos tempos atuais, problemas com a sua operação, devido à crescente demanda de consumo. Neste particular, os FACTS, através dos seus equipamentos avançados, têm surgido como uma alternativa de grande potencial para o auxílio e/ou otimização dos processos de transferência de energia. Neste contexto surge um equipamento denominado UPFC - Unified Power Flow Controller, que consiste da união de dois outros dispositivos (ASVC - Advanced Static VAr Compensator e ASC - Advanced Series Compensator). Este tem sido apontado como um dos dispositivos mais promissores para utilização nos FACTS. Face ao exposto, e levando-se em consideração os aspectos relacionados com o princípio de funcionamento de tais compensadores avançados, surge esta tese, a qual, dentre outros propósitos, modela e faz uma avaliação da interação entre estes dispositivos na compensação de fenômenos atrelados à Qualidade da Energia Elétrica, bem como dos efeitos da rede de suprimento no desempenho do equipamento. Para tanto, são implementados os modelos representativos, tanto do circuito de potência quanto de controle de tais dispositivos, no simulador SABER, empregando como recurso de modelagem as técnicas no domínio do tempo. Finalmente, a partir destas implementações, são efetuados estudos de casos no sentido de evidenciar as potencialidades das unidades ASVC, ASC e UPFC quando das suas utilizações em uma rede de suprimento com qualidade comprometida