Implementação e testes de campo de um ESP digital

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e os resultados da implementação e testes em campo de um estabilizador de sistema de potência (ESP) projetado com técnica de controle digital para fins de amortecimento de modos de oscilação eletromecânica observáveis em sinais de potência elétrica medido em uma unidade hidro-geradora, de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. É apresentada e aplicada a metodologia de identificação de modelos paramétricos lineares do tipo auto regressivo com entradas exógenas (ARX), para estimação de modelos com capacidade de capturar a informação relevante (amortecimento e freqüência natural) dos modos eletromecânicos dominantes do sistema. De posse do modelo paramétrico ARX, é efetuada então a síntese da lei de controle digital amortecedor para o ESP, através da técnica de deslocamento radial dos pólos da função de transferência de malha fechada. Para a síntese da lei de controle digital, utilizou-se uma estrutura canônica do tipo RST. Para os testes de campo, a lei de controle amortecedor do ESP digital foi codificada em linguagem C e embarcada em um protótipo cujo hardware é baseado em microcontrolador modelo DSPIC 30F3014, o qual incorpora um grande número de periféricos para aquisição e comunicação de dados. Para avaliar o desempenho do ESP digital desenvolvido, testes experimentais foram realizados em uma unidade geradora de 350 MVA da casa de força número 1, da UHE de Tucuruí. O estabilizador desenvolvido atua através da modulação da referência de tensão do regulador automático de tensão da respectiva unidade geradora, de acordo com as oscilações observadas através da medida de potência elétrica no estator do gerador. Os resultados de testes de campo mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um modo eletromecânico, de freqüência natural de aproximadamente 1,7 Hz, observado nos teste de campo realizado.

ABSTRACT: This work presents the development and implementation as well as the results of field tests of a power system stabilizer (PSS) designed with digital control method for damping electromechanical modes of oscillation observed for signs of electrical power measured in a generating unit of 350 MVA of Tucuruí power plant. It is presented and applied the methodology of identifying linear parametric models such as auto regressive with exogenous inputs (ARX) for estimation of models with the ability to capture the relevant information (natural frequency and damping) of dominant electromechanical modes of the system. In possession of ARX parametric model is done then the synthesis of digital damper control law for the ESP, using the technique of pole displacement of the closed loop transfer function. For the synthesis of digital control law, we used a canonical structure type RST. For the field tests, the control law digital ESP buffer was coded in C language and embedded in a hardware prototype of which is based on model DSPIC 30F3014 microcontroller, which incorporates a large number of peripherals for data acquisition and communication. In order to evaluate the performance of the digital PSS developed, experimental tests were performed in a generating unit of 350 MVA power house number 1 from Tucuruí power plant. The stabilizer acts carried out by adjusting the reference voltage regulator automatic voltage of the respective generating unit in accordance with the oscillations observed by measuring the electrical power generator stator. The results of field tests showed an excellent performance of ESP digital damping of electromechanical mode of natural frequency of approximately 1.7 Hz, observed in the field trial.