Use of the direct current link for the electromechanical oscillations damping in electric power systems

Orientadores: Vivaldo Fernando da Costa, Igor Kopcak Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta dissertação aborda um estudo sobre a contribuição do HVDC (High Voltage Direct Current) para o amortecimento de oscilações eletromecânicas de baixa frequência quando o sistema de energia elétrica sofre uma pequena perturbação. O modelo matemático do elo HVDC foi incluído no Fluxo de Potência, bem como as características de regime permanente dos dispositivos dinâmicos (modelagem dos controles de corrente ou potência) como em um Fluxo de Potência Expandido. Foi utilizado o MSP (Modelo de Sensibilidade de Potência) para inclusão do modelo dinâmico dos geradores, reguladores automáticos de tensão, controles de corrente do elo HVDC para possibilitar a análise modal. Para prover um amortecimento adequado das oscilações eletromecânicas, foi necessário projetar um POD (Power Oscillation Damping Controller) para inserir um sinal suplementar junto ao sinal de referência do controlador de corrente ou potência no retificador, consequentemente modulando estas grandezas do elo HVDC. O projeto do controlador e a análise de estabilidade foram baseados em técnicas de resposta em frequência e análise modal. Os resultados obtidos mostram a viabilidade do elo HVDC na contribuição da estabilidade de ângulo dos geradores. Abstract: This dissertation presents a study about the HVDC (High Voltage Direct Current) link contribution for damping low frequency electromechanical oscillations when Electric Energy System suffers small-signal disturbances. The HVDC link components models were included in the Power Flow method as well as the steady-state characteristics of the dynamic devices (current or power controls modeling). It was utilized the MSP (Power Sensitivity Model) to include the generators dynamic model, automatic voltage regulators, HVDC link current controls to perform the modal analysis. For damping the electromechanical oscillations, it was designed a POD (Power Oscillation Damping Controller) to include a supplementary signal added to reference signal of the rectifier current or power controller, in order to modulate these HVDC link quantities. The design of controller and stability analysis are based on frequency response techniques and modal analysis. The results obtained shown the HVDC link viability for damping electromechanical oscillations. Mestrado Energia Elétrica Mestre em Engenharia Elétrica