Stabilization of power lines interchange oscillations through a direct-current link

Resumo: Quando um sistema interligado de corrente alternada sofre variações de carga, sua freqüência pode exibir um comportamento oscilatório. Se este mesmo sistema possuir um elo de corrente contínua em paralelo com as linhas de intercâmbio, esse efeito poderá ser atenuado devido à atuação do controlador de corrente do elo. Esta tese apresenta um estudo que avalia a eficiência de um elo de CC para o amortecimento de oscilações de freqüência de intercâmbio sob condições de pequenas perturbações, operando o sistema com Controle Automático de Geração (CAG). Um modelo de injeção de potência utilizado para representar o elo CC é implementado no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP). Uma das vantagens desse modelo é permitir o desacoplamento da rede em duas partes distintas: o balanço ativo e o balanço reativo, em que as duas podem ser tratadas juntas ou separadamente. Com a escolha desse modelo, tornou-se possível implementar toda a rede no formato de diagrama de blocos. Além disso, as barras de carga do sistema são acessíveis através do diagrama de blocos, o que torna possível variar também a característica da carga. Através dessa representação, tornou-se viável a inserção do elo de CC no diagrama de blocos, pois o mesmo foi modelado como uma injeção de potência nas barras terminais nos balanços ativo e reativo, fechando um novo balanço de potência. As análises no domínio do tempo foram realizadas no programa Matlab Simulink®. Também utilizando este software, um controlador de amortecimento de oscilações de potência (POD-Power Oscillation Damping Controller) foi projetado para a modulação da potência do elo de CC. Os resultados obtidos mostram que o elo de CC possui um grande potencial para a manutenção do amortecimento de oscilações de freqüência de modo inter-área, quando equipados com controladores PODAbstract: When an interconnected alternate-current power system suffers variations of loads, its frequency can exhibit an oscillatory behavior. If this system possesses a direct-current link in parallel with the inter-tie lines, this effect could be decreased, due to the link current controller action. This work presents a study that evaluates the efficiency of DC link for the damping of interarea frequency oscillations under small disturbances, operating the system with automatic generation control (AGC). A DC power injection model is implemented in the Power Sensitivity Model (PSM). One of the advantages of this model is to allow the detach of the network in two distinct parts: the active and reactive balances, where the two can be dealt together or separately. With the choice of this model, it's possible to implement the complete network in the block diagram format. Moreover, the network load bus are accessible through the block diagram, which this are possible to vary the load characteristic. Through this representation, the insertion of DC link in the block diagram became viable, therefore it was modeled as a power injection in the terminals bus in the active and reactive balances, closing a new power balance. The time domain analysis is carried out the software Matlab Simulink®. Also using this software, a POD controller (Power Oscillation Damping Controller) was designed for the DC power modulation. The results show that DC link comprises a great potential for the maintenance of frequency oscillations damping in interarea mode, when coupled to POD controller