Controle de Carga-Frequência Controle Automático de Geração - CAG

O controle de tensão e de frequência são os principais indicadores da qualidade da energia fornecida

A frequência do “sistema” depende do equilíbrio entre a demanda e geração de potência ativa

A demanda do sistema é fornecida por um grande número de geradores, portanto, alguma regra deve ser usada para realizar a divisão de carga entre usinas “selecionadas”

Controle de Carga-Frequência Controle Automático de Geração - CAG

Controle Primário: Um regulador de velocidade fornece controle local, independente, descentralizado, a cada uma das máquinas do sistema, visando manter a velocidade próxima da síncrona e realizar a divisão de carga entre os geradores

Controle Secundário: Um sinal de controle suplementar, centralizado, coordenado, restaura a frequência do sistema, bem como os fluxos nos intercâmbios

Controle Terciário: Em sistemas com várias áreas um nível adicional de controle é usado para o ajuste dos intercâmbios, denominado despacho econômico

Resposta do conjunto gerador-turbina sem Regulador de Velocidade

A resposta a uma variação na carga depende da constante de inércia e do coeficiente de amortecimento da carga

Resposta sem Regulador de Velocidade

Resposta sem Regulador de Velocidade

Regulador de Velocidade

Regulador de Velocidade

Gerador isolado

Regulador de Velocidade

Regulador de Velocidade

Regulador de Velocidade

Regulador de Velocidade Isócrono

Ajusta a turbina para manter a velocidade/frequência constante

Regulador de Velocidade Isócrono (modo velocidade cte)

Zera o erro em regime, mas não proporciona divisão de carga entre os geradores paralelos

Acompanha a carga

Regulador de Velocidade com droop

Fornece um meio para a divisão estável de carga entre os geradores do sistema, no entanto, mantém um erro em regime

Regulador de Velocidade com droop

Representa um controlador proporcional com ganho 1/R

R é denominado estatismo

Ajuste do droop (Estatismo)

Ajuste do droop (Estatismo)

Divisão de Carga entre Geradores operando em paralelo

Comportamento do Regulador com estatismo

Proporciona a divisão de carga, mas mantém erro de regime na velocidade

Fundamental para a operação de geradores em paralelo

Ajuste do Setpoint de Geração

Permite o ajuste da potência gerada através do deslocamento da característica carga-frequência

Ajuste do Setpoint de Geração

Neste modo o gerador ajusta sua própria geração sem impactar a frequência em regime

Característica equivalente de geradores coerentes (de área)

b característica agregada do controle de frequência da área em MW/Hz

Representa a “rigidez” da frequência do sistema frente à variações na carga

Modelo de Turbina Térmica à Vapor

Modelo de Turbina Hidráulica

Exemplo

Tomada de carga

CAG em sistemas isolados (1 área)

Não existe controle de intercâmbio

Geradores selecionados recebem um controle integral suplementar

Após a atuação do controle primário em todas as máquinas em droop, as máquinas do CAG assumem toda a variação de carga, restaurando a potência das máquinas em droop para o valor de referência e zerando o erro de frequência.

CAG em sistemas isolados (1 área)