Resposta Inercial do Sistema de Energia Eléctrica com Renováveis sem Acoplamento Electromecânico

Abstract

As energias renováveis interligadas com conversores de potência não têm massa rotativa directamente acoplada ao Sistema Eléctrico, não há contacto directo entre as fontes e a rede, logo por si só não contribuem para a inércia global do sistema. Dai terem que ser adoptadas estratégias de controlo para suprimir este problema. Na primeira parte é feita uma análise do impacto da inclusão das renováveis interligadas com conversores de potência, na mesma linha explicando as suas vantagens em relação às renováveis directamente acopladas mas que não contribuem para a inércia global do sistema. Será explicado o impacto na estabilidade e na operação. As estratégias de controlo projectadas para as turbinas eólicas e para a matriz fotovoltaica com e sem sistemas de armazenamento de energia explicando as suas vantagens. Neste trabalho é também estudado o papel da gestão da procura e dos sistemas de armazenamento de energia como participantes nas reservas do sistema de energia. Embora a gestão da procura já seja usada actualmente para mitigar falhas em situações de emergência é necessário alternativas viáveis pois há cargas que são críticas e não podem ser deslastradas. Com a inclusão das renováveis no sistema haverá uma variação da inércia ao logo do tempo (diminuição neste caso), e assim por questões de segurança e fiabilidade o sistema tem que ter uma reserva inercial adequada. O software utilizado foi o Digsilent Power Factory para fazer análise de eventos com sistemas de armazenamento e gestão da procura perante a perda de geração síncrona.

Renewable energy with power converters do not have a rotating mass directly coupled to the Electric System, so there is no direct contact between the sources and the grid, so they do not contribute to the global inertia of the system. Control strategies need to be adopted to eliminate this problem.In the first part, an analysis is made of the impact of the inclusion of renewable energies connected with power converters, but also as an element that contributes to the adaptation to renewable energies and does not contribute to a global inertia of the system. The impact on stability and operation will be explained. The control strategies are designed for wind turbines and for a photovoltaic array with and without energy storage systems explaining its advantages. In this work, the role of demand-side management and energy storage systems as a player in energy system reserves is also studied. Although demand management is currently used to mitigate failures in emergency situations, viable alternatives are necessary because there are critical loads that can not be disconnected.With the inclusion of the RES in the system there will be a variation of the Inertia in function of time (will decrease in this case), and for reasons of safety and reliability, the system must have an appropriate Inertial Reserve (Synthetic Inertia). The software used was the Digsilent Power Factory to analyze events with storage and demand-side management systems in the case of loss of synchronous generation.