TECNOLOGIA FACTS - TUTORIAL

Edson H. Watanabe(1)
watanabe@coe.ufrj.br

Pedro G. Barbosa(1)
pedro@coe.ufrj.br

Katia C. Almeida(2)
katia@labspot.ufsc.br

Glauco N. Taranto(3)
tarang@coep.ufrj.br

1. COPPE – Universidade Federal do Rio de Janeiro
   Programa de Engenharia Elétrica
   Caixa Postal: 68504
   21945-970, Rio de Janeiro (RJ )
2. GSP – Universidade Federal de Santa Catarina
   Depto. de Engenharia Elétrica
   88040-900, Florianópolis (SC)
3. IME – Instituto Militar de Engenharia
   Depto. de Engenharia Elétrica
   Praia Vermelha
   22290-270, Rio de Janeiro (RJ)

Resumo:
Este artigo apresenta um "tutorial" sobre os princípios básicos de operação de dispositivos FACTS (Flexible AC Transmission Systems), discute o seu impacto na operação em regime permanente de um sistema de geração/transmissão e aborda os pontos relevantes dos sistemas assistidos por esta tecnologia no que diz respeito aos estudos de dinâmica e de controle. Assim, primeiro serão apresentadas a operação ideal e em seguida a síntese de cada um dos elemento FACTS. Analisam-se resultados de alguns estudos sobre desempenho dos dispositivos FACTS em regime permanente através de modelos desenvolvidos para os mesmos. Discute-se a operação econômica e segura na presença destes dispositivos e analisa-se, a partir de um modelo ideal, o máximo benefício que pode ser conseguido através do uso de equipamentos FACTS. Na parte dos estudos dinâmicos, ênfase é dada aos problemas de natureza eletromecânica. A influência desta nova tecnologia nos estudos de estabilidade transitória e dinâmica dos sistemas de potência é discutida, em termos de análise e síntese. Conceitos de controle robusto e de controle descentralizado são destacados. Discute-se a importância da localização dos equipamentos FACTS e a escolha dos sinais de realimentação dos controladores.
Palavras Chaves: Dispositivos FACTS, STATCOM, SSSC, UPFC, Operação em regime permanente, Controle descentralizado, Controle robusto, Estabilidade transitória e frente a pequenas perturbações.

Abstract:
This paper presents a tutorial on the basic principle of operation of FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices, discusses their impact on the steady-state operation of generation/transmission system and shows important issues of the dynamic and control problems of FACTS-assisted systems. First of all, the ideal operation of each device and then synthesis of FACTS devices based on thyristors and self-commutated switches are presented. A review is made of the main results regarding the impact of FACTS on the steady-state operation and devices models are introduced. The economic-secure operation with such devices is then analyzed. The maximum benefit that can be obtained with a FACTS device is studied with the help of an ideal model. The influence of FACTS devices on the transient and on the small-signal stability is addressed. The paper gives special emphasis on robust decentralized control analysis and design. It is presented a discussion on the importance of controller location and on the feedback signal selection. Finally, the paper briefly presents some systematic control design methods.
Keywords: FACTS devices, STATCOM, SSSC, UPFC, Steady-state operation, Decentralized Control, Robust Control, Transient and Small-signal stability. 

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