Modelagem numérica de conversor de frequência de média tensão para as grandes cargas de uma UEP de Libra e investigação de estratégias de controle cooperativo

Resumo: O Brasil é um dos países de destaque no setor de exploração de óleo e gás, principalmente na exploração em águas profundas. As
plataformas convencionais são compostas majoritariamente por equipamentos eletromecânicos de energia conectados ao barramento de 13,8 kV. Um sistema típico 13,8kV de uma plataforma de produção possui diversos trens de compressão acionados por motores de indução com potências superiores a 10MW e partindo diretamente da rede. Esse método de partida, apesar de simples, acarreta em um nível de curto-circuito elevado no sistema 13,8kV, necessidade de equipamentos adicionais de segurança, além de conferir uma eficiência elétrica
baixa ao sistema. Nesse contexto, o presente projeto visa analisar a viabilidade técnica e o impacto no sistema elétrico existente da modificação do acionamento elétrico nos principais motores do barramento de 13,8 kV de partida direta (DOL - direct on line) por acionamento através de conversores de frequência (VFD - Variable frequency drive). Espera-se que, com a inserção dos VFDs, o sistema elétrico apresente melhor eficiência energética, qualidade de energia elétrica, e redução do nível de curto-circuito. Nesse projeto serão analisados os inversores de frequência de média tensão disponíveis comercialmente e que atendam as necessidades da plataforma de petróleo. Adicionalmente, o uso de VFDs com retificadores ativos e estratégias de controle cooperativo têm potencial de aumentar os ganhos em eficiência, qualidade de energia e estabilidade do sistema. Será desenvolvido um modelo numérico de um VFD com entrada passiva e outro com entrada ativa, e serão realizadas simulações que permitam avaliar o desempenho em regime permanente, transitório de partida, e operação durante falta (curtos monofásico e trifásico) para avaliação do nível de curto-circuito no sistema de 13,8kV. Destaca-se que o tempo de processamento das simulações é elevado, e dessa forma um hardware de alto desempenho (OPAL-RT) será adquirido via
um projeto de infraestrutura para o atendimento às demandas do presente projeto.

Data de início: 01/01/2020
Prazo (meses): 24

Participantes:

Papel	Nome
Coordenador	HÉLIO MARCOS ANDRÉ ANTUNES