Notas sobre o Modelo de Inversor

Tensão Nominal CC (kV)

Ao simular um sistema CC que se conecta com um sistema AC via um Inversor, então uma tensão Nominal CC precisa ser especificada para o Inversor. A tensão CC está relacionada com a tensão AC sob a condição a vazio como segue:

Esta equação é para um retificador de 6 pulsos e inclui o "ripple" do lado da barra CC, e é tipicamente usada em sistemas CC que não incluem um grande capacitor de alisamento; sistemas tais como HVDC e grandes retificadores simples. Se você sabe que a barra CC inclui um capacitor CC na barra, e que em condições de carga o ripple é mínimo, você deve usar:

Impedância de Comutação Obrigatória

Quando um inversor é especificado como Tiristor, a impedância de comutação obrigatorio deve ser especificada na guia Fluxo de Potência. Esta impedância é usada para calcular as condições terminais na saída do inversor de acordo com as Equações de Kimbark. Além disso, é mandattório um transformador localizado a jusante do inversor que tenha exatamente a mesma impedância que a impedância de comutação. Esta é a razão pela qual a especificação da impedância de comutação na guia Fluxo de Potência é especificada como um transformador; de modo que existe uma correspondência de um para um. As equações de Kimbark foram escritas com base da alta tensão nas linhas CC, as quais sempre incorporam e isolam o transformador de potencial da tensão da linha AC onde o conversor é especificado, e o conversor propriamente dito. Assim, para usar as equações, deve haver sempre o par transformador-conversor, ou as equações não estarão corretas para o modelo.

Modelagem do Fluxo de Potência

Uma fonte Inversor tem três modos de controle de fonte similar aos modos de controle de fonte do fluxo de potência AC. Os modos de controle são:

  • Stand Alone (isto é, SWING)
  • Controle de tensão (isto é, PV)
  • Controle sem tensão (isto é, PQG)

Um inversor também exigirá conhecimento do comportamento do retificador se o tipo Tiristor for especificado, que inclui a necessidade de mais dados. Os dados são a reatância de comutação e o ângulo de disparo mín. e máx. Visto que as equações CC de Kimbark são escritas com Alfa para um retificador e Gama para o inversor, nós seguiremos essa convenção e exigiremos que os limites de Gama Mín. e Gama Máx. sejam especificados.

Se você não entra com a impedancia de comutação coincidindo com o transformador externo ao inversor, a tensão da barra CC não irá refletir adequadamente a queda de tensão na barra do lado CC. isto resulta na tensão da barra CC sendo diferente daquela que realmente teria se a impedância de comutação tivesse sido incluída adequadamente.

Após diversos esforços de análise, concluiu-se que as equações de Kimbark não são perfeitas. Testes mostraram que elas não produzem exatamente os mesmos kW do lado AC como observado no lado CC, o que é uma violação óbvia de conservação de energia. Se você notar que ajustou a eficiência de um retificador ou de um inversor em 100% e observar que os valores de kW são ligeiramente diferentes, isso indicará um simples problema das equações de Kimbark, que fornece uma grande aproximação à potência do lado AC, em relação a um método exato usando um conversor ideal "sem perdas".

Observe também que Inversores à Tiristor tem seus  Tipos forçados para serem PQG e que Q não e especificado visto que as equações de Kimbark determinam isto.

Modo de Controle Stand Alone

No modo de controle Stand Alone, a saída do inversor é basicamente um fonte SWING. Assim, sempre uma fonte CC está ligada na sua entrada, precisa alimentar a carga que a saída do inversor é forçada a servir. Isto significa que nós poderíamos ter condições onde o sistema não tem solução. Considere essas condições:

  • Nós temos uma Bateria, Ger  CC ou Concess  CC operando como fontes não reguladas. Se a tensão cai na entrada, para o inversor e muito severo e nós poderíamos nunca chegar a uma solução, quando a carga na entrada do inversor é de potência constante.
  • Uma fonte Foto-voltáica é carregada incorretamente para fazer com que sua tensão cair abaixo da VMP, assim criando uma condição onde sua potência deve cair para manter a corrente ISC nos seus terminais.

Sob tais condições, nós necessitamos que o inversor reduza seu carregamento do lado do sistema CC.

Configuração da Tensão de Carga Mín

Devido à discussão na seção prévia, está claro (principalmente para Fotovoltáicas), que nós precisamos de um método para reduzir a carga especificada do Inversor se nós estamos criando uma condição de colapso de tensão no sistema CC. Assim, uma ferramenta foi desenvolvida para reduzir a carga especificada até a tensão DC aumentar acima da Configuração de Tensão de Carga Mín.

Esta ferramenta trabalha nos modos de Controle de Tensão e Sem Controle de Tensão, mas não funcionando quando está no modo Stand Alone. No modo Stand Alone, tem-se que atender os requisitos para satisfazer a carga na saída do lado AC (i.e. é uma SWING). Neste modo de controle, nenhuma mudança pode ser feita na carga, mesmo sea tensão de entrada CC esta em colapso. E assim, e nós somos conduzidos para a próxima seção.

Configuração para Solução de Tensão Mín - Apenas para Fotovoltáicas

Visto que pode ocorrer um colapso de tensão legítimo na entrada do inversor, nós temos que cobrir e alertar isto. Foi então que implementou-se a Configuração para Solução de Tensão Mín. Entretanto,isto realmente é apenas uma condição que irá ocorrer com Fotovoltáicas que está sendo carregada a um ponto onde a tensão cai para manter ISC na sua saída. E assim, onde a tensão CC em qualquer Fotovoltáica cai abaixo desse valor, os cálculos são finalizados, e você e informado que a uma solução não pode ser alcançada devido a problemas com o carregamento da Fotovoltáica.

Mode de Controle de Tensão

No mode de controle de tensão, a fonte do Inversor é apenas um gerador PV com uma potência ativa especificada na saida e controle do ajuste de tensão. Os limites de VArs estão ativos. Se a entrada de tensão CC cai abaixo da Configuração de Tensão de Carga Mín, a potência ativa especificada é reduzida até que o ajuste seja atingido. A fonte ainda controla a tensão e inclui limites de VAr durante a açao de controle da potência ativa.

Modo Sem Controle de Tensão

No modo sem controle de tensão, a fonte do Inversor e basicamente um gerador PQ com uma potência ativa e reativa especificada em sua saída. Se a entrada de tensão CC cai abaixo da Configuração de Tensão de Carga Mín, a potência ativa especificada é reduzida até que o ajuste seja atingido.

Ilhamento da Entrada CC

Devido à necessidade dos Inversores detectarem que suas entradas estão offline, adicionou-se uma rotina para verificação de ilhamento que detecta todos os ilhamentos. Após cada ação de chaveamento os ilhamentos são detectados e identificados. Se a entrada do Inversor está em ilha sem um SWING, a fonte de saída do Inversor é retirada de serviço com um ação de chaveamento adicional e subsequente verificação de ilhamento. Isto nos permite então remover a entrada CC do Inversor e sua saída será zero.

Ilhamento da Saída AC

Os Inversores precisam certificar que a saída AC esta em ilha sem nenhum SWING, que nenhuma carga esta colocada na entrada CC. Se uma condição de ilhamento é criada na entrada do Inversor, então a carga CC puxa zero na entrada do Inversor e o sistema CC não será carregado pelo Inversor.

Banda Morta de Redução de Carga

Esta configuração é utilizada para ajudar a se obter uma solução mais rápida quando os inversores estão reduzindo sua carga para atingir o Limite de Mínima Tensão de Redução de kW (MVKWRT). Na condição onde a tensão de entrada CC de um Inversor cai abaixo do MVKWRT, é necessario reduzir os kW de carga requeridos do lado CC pelo Inversor. Isto é acompanhado em cada iteração usando:

onde InvLRDB é essa variável do registro.

Nome: InvLoadReductionDeadband

Local: Options

Tipo: DWORD

Representa: Valores em por cento

Default: 5

Exemplo: Um valor de 5 corresponde a 5% que é 0.05 pu no mecanismo.

Informações Adicionais