ANÁLISE DE DESEMPENHO DE UMA LINHA DE TRANSMISSÃO COM APLICAÇÃO DE CONTROLADORES FACTS (FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS)

CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE BARRETOS

GEAN CESAR HONÓRIO PEREIRA DA SILVA

JORGE DE JESUS VAROTTI JÚNIOR

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE UMA LINHA DE TRANSMISSÃO COM APLICAÇÃO DE CONTROLADORES FACTS (FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS)

BARRETOS

2017

GEAN CESAR HONÓRIO PEREIRA DA SILVA

JORGE DE JESUS VAROTTI JÚNIOR

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE UMA LINHA DE TRANSMISSÃO COM APLICAÇÃO DE CONTROLADORES FACTS (FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS)

Monografia apresentada como exigência parcial para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica do Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos (FEB).

Orientador: Prof. Me. Alexandre Vieira de Oliveira      

BARRETOS

2017

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GEAN CESAR HONÓRIO PEREIRA DA SILVA; JORGE DE JESUS VAROTTI JÚNIOR

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE UMA LINHA DE TRANSMISSÃO COM APLICAÇÃO DE CONTROLADORES FACTS (FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS)

Monografia apresentada como exigência parcial para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica do Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos (FEB).

Data da aprovação: ___/___/___

BANCA EXAMINADORA

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PROF. Me. Alexandre Vieira de Oliveira

UNIFEB

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PROF. Me Maria Aparecida do Nascimento Melo

UNIFEB

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PROF. Me. Walter Henrique Bernardelli

UNIFEB

Dedicamos este trabalho a todos оs professores e amigos dо curso de Engenharia Elétrica qυе de certa forma foram muito importantes no desenvolvimento de nossas vidas pessoais de acadêmicas. 

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AGRADECIMENTOS

Desejamos expressar nossos sinceros agradecimentos:

• Aos nossos pais, pelo amor incentivo, determinação e luta nas nossas formações;

• Ao amigo e professor Me. Alexandre Vieira de Oliveira, por aceitar ser orientador deste trabalho, pela atenção, estímulo e auxilio até a conclusão do mesmo;

• A todos os docentes e funcionários do Departamento de Engenharia Elétrica – UNIFEB, que diretamente ou indiretamente nos ajudaram a concluir este trabalho. Em especial, aos professores Walter, Romero, Deoclides, Maria Aparecida (Cidinha), Rodolfo e Marcos, principalmente pela amizade e apoio;

• Ao coordenador de curso Roberto Gatsios, pela competência, dedicação e disponibilidade com todos os alunos do curso;

• Ao técnico do laboratório de elétrica Cláudio e todos estagiários;  

• Aos nossos colegas de faculdade, que estiveram presentes em momentos de trabalhos e brincadeiras, que fizeram parte de nossa formação. Em especial, todos os amigos da 46ª e 47º turmas de Engenharia Elétrica, o nosso muito obrigado.

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"Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível."                                        

    (Charles Chaplin)

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RESUMO

        Com a crescente demanda global por energia, novas fontes energéticas e maneiras mais eficientes de conversão e transporte/transmissão de energia estão sendo estudadas e implementadas. Dentro deste cenário, este trabalho aborda maneiras de otimizar o desempenho de linhas de transmissão de energia elétrica com a utilização de controladores FACTS (flexible alternating current transmission system). Basicamente, FACTS auxiliam a contornar problemas como estabilidade do sistema, controle do fluxo de potência e distância de transmissão. A fim de realizar estudos de desempenho, são levantadas informações técnicas dos principais controladores disponíveis no mercado, formas de conexão à rede e suas respectivas aplicações. Dentre estes, o controlador TSSC (thyristor switched series capacitor) foi utilizado para compensar reativos em uma linha de transmissão pertencente ao sistema de teste IEEE-30 barras. O TSSC apresenta fácil configuração, baixo custo de aplicação e capacidade de compensação de reativos série, garantindo o aumento no fluxo de potência e flexibilidade do SEP (Sistema Elétrico de Potência). As simulações de fluxo de potência foram realizadas no programa ANAREDE disponibilizado pelo CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica). Nas simulações, foram consideradas as condições de carga nominal e sobrecarga, em estado de compensação (TSSC) e normal, com objetivo de verificar a “robustez” do sistema. Os resultados são apresentados em forma de tabelas e gráficos. A análise final dos dados confirma as vantagens na utilização de controladores FACTS em linhas de transmissão, havendo principalmente aumento na transferência de blocos de potência e maior controle de potência reativa e ativa, ou seja, aumento da flexibilidade.

Palavras-chave: fluxo de potência, FACTS, compensação de reativos em linhas de transmissão, ANAREDE.

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ABSTRACT

With increasing global demand for energy, new energy sources and more efficient ways of converting and transporting / transmitting energy are being studied and implemented. Within this scenario, this paper discusses ways to optimize performance in electric power transmission lines with the use of FACTS (flexible alternating current transmission system) controllers. Basically, FACTS help to bypass problems such as system stability, transmission distance, and power flow control. To carry out performance studies, technical information is gathered from the main controllers available on the market, forms of connection to the network and their respective applications. Among these, the TSSC (thyristor switched series capacitor) controller was used to compensate reactive in a transmission line belonging to the IEEE-30 bus test system. The TSSC features easy set-up, low application cost and series reactive compensation capability, ensuring increased power flow and flexibility of the Electrical Power System. The power flow simulations were performed in the ANAREDE software, made by CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica). In the simulations, the conditions of nominal load and overload, in compensation state (TSSC) and normal state were considered to verify the "robustness" of the system. The results are presented in the form of charts. The final analysis of the data confirms the advantages in the use of FACTS controllers in transmission lines, mainly due to the increase of power transmission and greater control on active and reactive power.