Avaliação da proteção de distância em um terminal em linhas de transmissão de interconexão de parques eólicos

Abstract

RESUMO: Com o avanço tecnológico e a natureza renovável da energia eólica, sua participação na matriz de energia elétrica brasileira tem crescido continuamente ao longo dos anos. No entanto, este tipo de geração de energia elétrica possui características distintas das fontes de geração convencionais, como as hidrelétricas tradicionalmente implementadas no Brasil, especialmente quando a topologia eólica inclui conversores de potência. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo avaliar a proteção de distância em linhas de transmissão conectadas a parques eólicos com topologia DFIG. Utilizando a interface ATPDraw do software Alternative Transient Program (ATP), foi modelado um sistema eólico em operação no Sistema Interligado Nacional (SIN), onde duas linhas de transmissão de 500 kV/60 Hz conectam uma fonte de geração eólica à rede. Adicionalmente, foi modelado um sistema de fontes equivalentes, representando a geração de energia tradicional, para comparar o comportamento do relé de distância. Foram aplicadas faltas fase-terra com variação do local da falta e da resistência de contato para avaliar o comportamento da proteção de distância. Os resultados indicam que o relé de distância é significativamente afetado por esse tipo de geração de energia e também pela variação da impedância de falta.

ABSTRACT: With technological advancements and the renewable nature of wind energy, its participation in the Brazilian electrical energy matrix has been continuously growing over the years. However, this type of power generation has distinct characteristics compared to conventional energy sources, such as hydroelectric plants traditionally implemented in Brazil, especially when the wind power topology includes power converters. Therefore, this study aims to evaluate distance protection in transmission lines connected to wind farms with DFIG topology. Using the ATPDraw interface of the Alternative Transient Program (ATP) software, a wind system in operation within the National Interconnected System (SIN) was modeled, where two 500 kV/60 Hz transmission lines connect a wind power generation source to the grid. Additionally, an equivalent sources system representing traditional energy generation was modeled to compare the performance of the distance relay. Phase-to-ground faults with variations in the fault location and contact resistance were applied to evaluate the behavior of distance protection. The results indicate that the distance relay is significantly affected by this type of energy generation and by the variation in fault impedance.