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Título: Análise do regulador linear quadrático aplicado ao problema de estabilidade de frequência em sistemas elétricos de potência interligados
Título(s) alternativo(s): Analysis of the linear quadratic regulator applied to the frequency stability problem in interconnected power systems
Autor(es): Camargo, Adreisy Ramos
Ribas, Liara
Pereira, Taiane Spolador
Orientador(es): Benedito, Raphael Augusto de Souza
Palavras-chave: Sistemas de energia elétrica
Controle automático
Estabilidade de Frequência
Sistemas lineares de controle
Engenharia elétrica
Electric power systems
Automatic control
Frequency stability
Linear control systems
Electric engineering
Data do documento: 4-Dez-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: CAMARGO, Adreisy Ramos; RIBAS, Liara; PEREIRA, Taiane Spolador. Análise do regulador linear quadrático aplicado ao problema de estabilidade de frequência em sistemas elétricos de potência interligados. 2018. 82 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: A confiabilidade e a qualidade da energia elétrica estão diretamente relacionadas à estabilidade de frequência em Sistemas Elétricos de Potência (SEP) de forma a respeitar as faixas de operação estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Atualmente, são utilizadas técnicas de controle convencionais para o retorno da frequência em seu valor nominal, como o Controle Automático de Geração (CAG), que aplica técnicas clássicas no sinal de erro injetado no integrador da malha secundária. Apesar dos sistemas tradicionais atenderem às especificações atuais, as agências reguladoras estão gradativamente exigindo limites mais rigorosos, o que proporcionou o interesse da aplicação do controle moderno nesse contexto. Paralelamente, este trabalho busca representar cenários mais próximos à realidade, devido à complexidade dos sistemas interligados. Assim, o objetivo é desenvolver e aplicar o projeto de um Regulador Linear Quadrático (LQR) em um sistema de duas áreas de controle compostas por seus conjuntos equivalentes de duas unidades geradoras que englobam turbinas térmicas com reaquecimento desprezando o estágio de baixa pressão. O desempenho dos métodos de controle é comparado através de simulações computacionais desenvolvidas pela ferramenta SIMULINK do software MATLAB.
Abstract: The reliability and quality of electric power are directly related to the frequency stability in Electric Power Systems (SEP) in order to meet the operating ranges stipulated by the National Electric Power Agency (ANEEL). Currently, conventional control techniques are used to return the frequency to its nominal value, such as the Automatic Generation Control (CAG) that applies classical techniques in the error signal inserted into the integrator in the secondary loop integrator. Although traditional systems present considerable responses, regulatory agencies are gradually demanding stricter limits, which have provided interest to the application of modern control in this context. In parallel, this work aims to represent scenarios closer to reality due to the complexity of interconnected systems. Thus, the objective is to develop and apply the design of a Linear Quadratic Regulator (LQR) in a system of two control areas composed by their equivalent sets of two generating units that include thermal turbines with reheating disregarding the low-pressure stage. The performance of the control methods is compared through computer simulations developed by the SIMULINK tool of the MATLAB software.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11735
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