Basında Hasan Tahsin ve “İlk Kurşun” Meselesi

Foram modeizados em Matlab/Simulink os quatro grupos geradores térmicos em exploração na Central Nova do Porto Santo, como ilustrado na figura 3.34 o exemplo de um dos grupos.

O modelo apresentado na figura 3.34 consiste num grupo gerador síncrono modelizado de acordo com os dados conhecidos acerca das máquinas térmicas da rede, com um sistema de controlo, ou regulador de turbina diesel e um sistema automático de regulação de tensão.

O bloco Steam Turbine and Governor consiste no sistema de controlo de velocidade que segue a norma DEGOV1. Este sistema pode controlar um sistema de massa única (um único

output de torque) ou multi-massa (múltiplos outputs de torque – vetor de até quatro) aplicado

ao gerador síncrono. O bloco de excitação segue a norma IEEET1. Os restantes parâmetros usados na definição do modelo segundo os sistemas existentes no Porto Santo são os apresentados ao longo do ponto 3.2.1.

O sistema de regulação de velocidade DEGOV1 tem como parâmetros de entrada a velocidade angular de referência (ωref) e potência de referência no estado inicial (Pref), bem como a velocidade angular da máquina síncrona verificada (ωm) e ainda o desvio do factor de potência verificado (d_theta). A partir destes parâmetros é calculada a potência mecânica que o gerador síncrono deve debitar.

O regulador automático de tensão recebe como parâmetros de entrada a tensão de referência inicial (em pu), ligação a um sistema de estabilização (caso exista, neste caso ligado à massa) e duas coordenadas da tensão atual do sistema: Vd e Vq, ou seja componente direta e em quadratura da tensão.

53 O cálculo de Vd e Vq através da transformada de Park a partir das coordenadas abc foi integrado no sistema através de um bloco Matlab Function, que realiza o cálculo:

𝑉𝑑 =2_{3 × (𝑉}𝑎sin(𝜔𝑡) + 𝑉𝑏sin (𝜔𝑡 −2𝜋₃) + 𝑉𝑐sin (𝜔𝑡 +2𝜋₃) ; (3.16)

𝑉𝑞 =2_{3 × (𝑉}𝑎cos(𝜔𝑡) + 𝑉𝑏cos (𝜔𝑡 −2𝜋₃ ) + 𝑉𝑐cos (𝜔𝑡 +2𝜋₃ ) ; (3.17) onde Va, Vb e Vc correspondem à tensão normalizada para cada uma das fases do sistema trifásico, sendo normalizada para o sistema pu dividindo-se cada uma delas por uma tensão de base, que neste caso foi definida como:

𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 = 𝑉𝑓𝑎𝑠𝑒−𝑛𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜 𝑅𝑀𝑆× √3 = 6,6 𝑘𝑉 × √3 = 11,432 kV. (3.18) Em (3.16) e (3.17) ω corresponde à velocidade angular do sistema, dada por 2πf (f=50 Hz) e t corresponde ao tempo, definido de forma externa por uma função em rampa com frequência de amostragem igual à frequência de amostragem da simulação. A ligação à rede é realizada em estrela. A totalidade do código desta função Matlab é apresentada no Anexo E.

Com os parâmetros de entrada referidos o regulador de tensão fornece à saída a tensão de campo aplicada ao gerador síncrono de forma a regular a tensão aos seus terminais.

A máquina síncrona foi ainda definida como uma máquina de pólos salientes, tal como nas simulações realizadas no software PSSE.

Após a geração de potência elétrica na central térmica a 6,6 kVrms (fase-neutro), a tensão

é elevada via um transformador elevador que faz a ligação da central com a rede de transporte da ilha a 30 kVrms.

Cada um dos quatro grupos geradores térmicos em funcionamento na rede do Porto Santo foi implementado e testado em Matlab/Simulink, ligando-se o sistema a uma carga RLC trifásica de potência (ativa e reativa) adequada aos limites de produção de cada grupo para testar o funcionamento no arranque e em regime permanente. Verificou-se que segundo o modelo implementado, os parâmetros elétricos da máquina síncrona levam cerca de 2s a estabilizar, ou seja até entrar em regime permanente, sendo o período anterior (de arranque) um regime transitório. Na figura 3.35 estes parâmetros elétricos são apresentados durante o regime permanente e na figura 3.36 num período de tempo inferior, também em regime permanente como forma de observação da forma de onda dos sinais de tensão e corrente.

Figura 3.35 – Tensão (em cima) e corrente por fase observada nos enrolamentos do estator da máquina síncrona

Vabc

t (s) iabc

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É observável pela figura 3.36 que a frequência de operação do gerador é de 50 Hz (um ciclo a cada 20 ms) alimentando uma carga resistiva (factor de potência = 1) de 700 kW, através da aplicação da expressão:

𝑃3 𝑓𝑎𝑠𝑒𝑠= 3 × 𝑉𝑓−𝑛 𝑅𝑀𝑆× 𝐼𝑓 𝑅𝑀𝑆 = 3 × 6600 ×50

√2= 700 𝑘𝑊. (3.19) Verifica-se o correto funcionamento do sistema, com o gerador síncrono a fornecer a alimentação elétrica da carga, como pretendido.

Os quatro grupos geradores foram ainda testados em conjunto, ligados à rede de distribuição de energia da ilha, sendo a restante rede vista nesta simulação como uma carga (de 5 MW), segundo o esquema apresentado na figura 3.37.

Como se pode observar na figura 3.37, foi aplicado o modelo de linha de transmissão curta na interligação do barramento após geração a 30 kV, baixando-se o valor desta tensão para 6,6 kV ao nível da carga. Os indicadores a laranja assinalam os barramentos, neste caso

Figura 3.36 - Tensão (em cima) e corrente por fase observada durante 25 ms de simulação.

Figura 3.37 – Teste realizado com os quatro geradores ligados em paralelo a uma rede elétrica.

Vabc

iabc

55 representando uma porção da rede do Porto Santo – ligação entre a central CNP e a subestação VBL do lado de mais alta tensão e o barramento de mais baixa tensão da subestação VBL.

Nas figuras 3.38 e 3.39 são ilustrados alguns dos resultados obtidos.

Calculando a potência trifásica na geração, com ligação em estrela, observa-se: 𝑃3 𝑓𝑎𝑠𝑒𝑠 = 3 × 𝑉𝑓−𝑛 𝑅𝑀𝑆× 𝐼𝑓 𝑅𝑀𝑆 = 3 × 6600 ×4 × 95

√2 = 5,32 𝑀𝑊. (3.20) Na figura 3.39 são apresentados, da mesma forma, os resultados para a corrente elétrica por fase em três pontos distintos – geração, distribuição e carga.

Da mesma forma, para a análise da potência na carga: 𝑃3 𝑓𝑎𝑠𝑒𝑠 = 3 × 𝑉𝑓−𝑛 𝑅𝑀𝑆× 𝐼𝑓 𝑅𝑀𝑆 = 3 × 6600 ×360

√2 = 5,04 𝑀𝑊. (3.23) Com estes resultados é possível verificar o correto funcionamento do sistema de geração de energia elétrica desenvolvido para a central térmica CNP.

Figura 3.38 – Tensão composta em três pontos da rede: na ligação do gerador 3 à rede, na linha de transmissão e na carga (ordem descendente).

Figura 3.39 – Corrente elétrica trifásica em três pontos da rede: ligação do gerador 3 à rede, linha de transmissão e carga (ordem descendente). Vabc Vabc Vabc iabc iabc iabc

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