Este modelo em Matlab/Simulink apresenta um sistema de nove nós e três máquinas síncronas, com a particularidade de um aerogerador de dupla alimentação (DFIG) integrado. Todos os parâmetros foram cuidadosamente ajustados e são passíveis de modificação, permitindo a execução direta.

Ao abrir o projeto no Simulink, deparamo-nos com um sistema de nove nós composto por três máquinas síncronas. Neste cenário clássico, foi introduzida uma modificação notável: a máquina G3 foi substituída por um DFIG. A unidade de potência associada, com conversores back-to-back de dois níveis, assemelha-se a um panda a comer bambu, uma imagem que esconde uma complexidade técnica significativa.

A exploração do bloco DFIG revela a estratégia de controlo vetorial aplicada ao conversor do lado do rotor. Observe o seguinte trecho de código de acionamento PWM:

% Parâmetros do PI para o controlo de corrente do rotor
Kp_rotor = 0.85;
Ki_rotor = 25;
% Configuração da largura de banda do PLL
PLL_BW = 2*pi*50;

Os parâmetros deste controlador PI funcionam de forma aáloga ao controlo do fogo na culinária. Um valor de Kp demasiado elevado pode levar a oscilações ("queimado"), enquento um valor demasiado baixo resulta numa resposta lenta ("mal cozinhado"). Recomenda-se a execução inicial do script de teste de ligação à rede fornecido, test_DFIG_sync.m, para verificar se a curva de diferença de fase da tensão do estator apresenta uma transição suave.

O controlo de regulação de tensão do barramento CC do conversor do lado da rede adota uma abordagem de desacoplamanto com feedforward:

% Controlo em malha externa da tensão CC
Vdc_ref = 1200;  % Semelhante a definir a temperatura do ar condicionado
Q_ref = 0;       % Chave para alternar o modo reativo

Tente modificar o Vdc_ref para 1250 e executar a simulação. Notará que a tensão no condensador CC oscilará de forma pronunciada, semelhante a uma montanha-russa. Neste caso, será necessário ajustar os coeficientes de feedforward dentro do subsistema converter_control, como se estivesse a instalar amortecedores adicionais para a montanha-russa.

O ficheiro de configuração de parâmetros WindFarm_Data.m contém informações adicionais:

% Parâmetros equivalentes para o parque eólico
N_wtg = 6;                 % Cada unidade representa 6 turbinas
Rotor_Radius = 82;         % Diâmetro do rotor maior que a envergadura de um Boeing 747
Cut_in_Wind = 4.0;         % Velocidade de vento de entrada equivalente a força 3

Ao alterar N_wtg para 12, lembre-se de ajustar a capacidade dos transformadores em conformidade. Caso contrário, poderá ocorrer uma situação de "subdimensionamento" análoga a "um pequeno cavalo a puxar um carro grande". O modelo inclui um módulo de perturbação de velocidade do vento. Experimente substituir o degrau de vento por um vento turbulento e observe como o sistema de controlo de passo (pitch) reage dinamicamente.

Após a conclusão da simulação, explore a variável out na área de trabalho, que contém dados valiosos:

plot(out.Electrical.Line_Power.Time, out.Electrical.Line_Power.Data(:,7))
grid on;
title('Curva de Oscilação de Potência na Linha de Interligação 7') % Revela o impacto da turbina na amortecimento do sistema

Esta curva, semelhante a um eletrocardiograma, revela a estabilidade do sistema. Ao remover as turbinas eólicas e manter apenas as máquinas síncronas, a amplitude da curva aumentará significativamente, demonstrando que a integração de energias renováveis não é apenas uma substituição de potência.

O módulo de configuração de falhas permite simular diversos "exames de saúde" da rede elétrica, desde falhas de terra monofásicas a curtos-circuitos trifásicos. Tente aplicar uma falha de curto-circuito de 200 ms ao nó 8 no tempo t=5s. Observará que o DFIG recupera a tensão mais rapidamente do que as máquinas síncronas, devido à resposta ágil do conversor, comparável à reação mais rápida de um "Flash" em relação a uma pessoa comum.

Finalmente, uma nota importante: embora os parâmetros estejam pré-configurados, ao alterar a proporção de capacidade das turbinas eólicas para mais de 30%, é crucial reavaliar as definições de proteção. O módulo distance_relay contém os ajustes de proteção, cujos valores de atuação se assemelham a níveis de picante em comida Sichuan - suave, médio e picante - dependendo da tolerância do sistema.