MIEEC Superviso e Controlo de Sistemas Elctricos
Controlo Automtico de Gerao AGC -
Introduo O sistema de energia tem que estar em permanente equilbrio: A produo = Consumo + perdas no sistema Em cada gerador deve verificar-se: Pmec=Pe A Pe corresponde carga que o gerador alimenta A Pmec corresponde potncia que a mquina primria desenvolve quando acoplada ao gerador
A equao do equilbrio uma eq. diferencial dw/dt=(Pemec-Pe)/M equao de oscilao (swing equation) M constante de inrcia do sistema w velocidade angular da mquina sncrona
Introduo A equao do movimento pode ser escrita como:
Introduo O diagrama de blocos associado ao funcionamento de um gerador, mquina primria e sistema de regulao de frequncia dado por:Malha de retro-aco
GRT
Gg
Modelo do regulador hidraulico Modelo da turbina Equao do movimento com amortecimento
Introduo Exemplo (f=60 Hz):
Introduo Resposta em malha aberta (regulador bloqueado) Para uma variao em degrau na carga, teremos:
Regulao Primria A regulao primria assegurada pela malha de retroaco. Definio R (estatismo droop) Parmetro principal do controlo proporcional Variao de frequncia que a mquina experimenta quando toma carga desde o vazio plena carga. R=5% - significa que a mquina experimenta uma variao de 2,5 HZ quando toma carga desde o vazio at Pn R=5% = 0,05 Hz pu / pu MW = 2,5 Hz pu /MW
fn=50 Hz
Regulao Primria Considerando as constantes de tempo T1=Tc=0, teremos:
Regulao Primria O desvio de frequncia em malha fechada dado por:
anterior anterior
Regulao Primria Resposta temporal:
Regulao Primria Interpretao fsica
Regulao Primria Aplicao do Teorema do valor final
Grt
Gg
Gg ( s ) PL( s ) 1 + (1 / R)Grt ( s )Gg ( s ) 1 f = lim[sF ( s )] = PL s 0 D +1/ R PL f = F ( s ) =
sendo = D +
1 ( puMW / Hz ) R
Caracterstica de resposta de Frequncia de uma rea ou Caracterstica natural da rea
Regulao Primria Repartio de cargas entre 2 geradores em paralelo (admitindo D=0)f(pu) f(pu)
f
Pm1 Pm1=-f/R1
Pm2 Pm2=-f/R2
Pm(pu)
Pm=Pm1+Pm2=-f(1/(R1+R2)=-f/Req
Regulao Primria Sistema com duas mquinas:
V1V2 PTL12 = sen(1 2 ) X 12Pequenas variaes:
PTL12 =
V1V2 sen(1 2 ) X 12
PTL12 = T ( 1 2 ) V10V10 T '= cos( 1 2 ) X 12 = 2 f 0 fdt PTL12 = T '2 f 0 (f1 f 2 )dt
Regulao Primria Variao de carga numa rea
Regulao Secundria Razes para eliminar o desvio de frequncia final
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Regulao Secundria Caso de uma rede isolada (controlo suplementar) Necessidade de eliminar o desvio de frequncia final Utilizar um controlo adicional sensvel ao integral do desvio de frequncia
Regulao Secundria Definio do erro de controlo de rea ACE (Area control error). Neste caso:
Desprezando as constante de tempo do regulador e turbina teremos:
Regulao Secundria Analisando o comportamento transitrio do sistema de 2 ordem, temos:
Regulao Secundria Analisando o comportamento transitrio do sistema de 2 ordem, temos:
Regulao Secundria Resposta transitria para vrios ganhos integrais:
Conceito da rea de controlo Em cada rea de controlo desejvel que:
O erro de controlo de rea definido por:ACE1 ACE2 ACE1
Os erros de controlo de rea devem ser anulados ACE1=ACE2=0
um factor de polarizao de frequncia O controlo integral assume a forma:
Conceito da rea de controlo e AGC Consideremos 2 reas de controlo interligadas
O AGC corresponde substituio do controlo integral local por um uma funcionalidade centralizada para considerar tambm o PTL12.
Actuao do AGC num sistema realAGC AGC fGov
Gov
f f
Ptie1
f ~1 1 1 1 = + + ... + Rsys 2 R '1 R '2 R' m
~1 1 1 1 = + + ... + Rsys1 R1 R 2 Rn
B
A
Em p.u.
PgFinal = lims0 [s G( s ) ( F ( s ) / Rsys )] = F ( s ) / Rsys
Rsys1
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