Projeto e simulação de um compensador estático de reativos (SVC)
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Data
Autores
Orientador
Leão, Fábio Bertequini 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Ilha Solteira - FEIS - Engenharia Elétrica
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O presente Trabalho de Graduação (TG) aborda a crescente complexidade dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP) e as limitações de estabilidade de tensão e limites térmicos decorrentes do aumento da demanda energética e da interligação das redes. Nesse contexto, o estudo se concentrou na aplicação dos Dispositivos FACTS (Flexible AC Transmission Systems), notadamente o Compensador Estático de Reativos (SVC) (Static VAr Compensator), reconhecido como um dos controladores paralelos mais cruciais para o suporte dinâmico de potência reativa e o controle preciso de tensão por VAR. Além do controle da tensão no sistema, o SVC aumenta a capacidade de transferência de potência ao lidar também com a estabilidade angular e dinâmica do sistema. O objetivo geral deste trabalho é realizar um estudo de caso sobre a inserção de um SVC para compensação de VAR em sistemas de potência. A metodologia envolveu a modelagem e simulação detalhada do SVC no ambiente MATLAB/Simulink, integrando a arquitetura de controle em malha fechada, composta pelo Regulador de Tensão, Unidade de Distribuição, e Unidade de Disparo. O modelo do SVC combina o Reator Controlado a Tiristor (TCR), para absorção indutiva contínua (controlado pelo ângulo de disparo), e Capacitores Chaveados a Tiristor (TSCs), para injeção capacitiva discreta. As simulações, realizadas em um sistema de 440kV, testaram a resposta do SVC diante de diversos cenários de subtensão, sobretensão e transitórios entre a queda e elevação da tensão. Os resultados demonstraram a eficácia e rapidez do dispositivo. Em cenários de queda de tensão (subtensão), o SVC acionou rapidamente os TSCs para injetar potência reativa capacitiva (susceptância positiva), recuperando o nível de tensão. Em casos de sobretensão, o TCR foi acionado (ângulo de disparo próximo a 90º), absorvendo potência reativa indutiva (susceptância negativa) para reduzir a tensão do barramento. Observou-se que, durante as transições entre regimes de subtensão e sobretensão, o SVC demonstrou capacidade de mudar rapidamente de injeção máxima para absorção máxima, mantendo a estabilidade do sistema frente a picos transitórios. Concluiu-se que o SVC, através de sua modelagem no Simulink, validou-se como uma solução robusta e dinâmica para o controle da potência reativa e a estabilidade da tensão em sistemas de potência.
Resumo (inglês)
This Final Project addressed the growing complexity of Electric Power Systems and the voltage stability limitations arising from increased energy demand and grid interconnection. The study focused on the application of FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices, particularly the Static Var Compensator (SVC), recognized as one of the most crucial shunt controllers for dynamic reactive power support and precise voltage control by VAr. In addition to controlling the voltage in the system, the SVC increases the power transfer capacity by also addressing the angular and dynamic stability of the system. The general objective of this work was to conduct a case study regarding the insertion of an SVC for VAr compensation in power systems. The methodology involved the detailed modeling and simulation of the SVC in the MATLAB/Simulink environment, integrating the closed-loop control architecture, which includes the Voltage Regulator, Distribution Unit, and Firing Unit. The SVC model is based on the combination of a Thyristor-Controlled Reactor (TCR) for continuous inductive absorption (controlled by the firing angle α) and Thyristor-Switched Capacitors (TSCs) for discrete capacitive injection. Simulations were performed on a 440kV system, testing the SVC's response to various scenarios of undervoltage, overvoltage and transients between voltage drop and rise. The results demonstrated the effectiveness and speed of the device. In scenarios of undervoltage (voltage drop), the SVC rapidly activated the TSCs to inject capacitive reactive power (positive susceptance), successfully restoring the voltage level. In cases of overvoltage, the TCR was activated (with the angle α shifting toward 90º), absorbing inductive reactive power (negative susceptance) to reduce the bus voltage. This absorption was characterized by the current lagging the voltage. Furthermore, during complex transitions between undervoltage and overvoltage regimes, the SVC demonstrated the ability to rapidly switch from maximum injection to maximum absorption, maintaining system stability despite small transient peaks. It was concluded that the SVC, validated through detailed Simulink modeling, is a robust and dynamic solution for controling reactive power and achieving rapid and precise voltage stability in power systems.
Descrição
Palavras-chave
Compensador Estático de Reativos (SVC), Facts, TCR, TSC, MATLAB/Simulink, Estabilidade de Tensão, Static Var Compensator (SVC), Voltage Stability
Idioma
Português
Citação
NAGANO, Kevin Kenzi. Projeto e simulação de um compensador estático de reativos (SVC). Orientador: Fábio Bertequini Leão. 2025. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual Paulista (UNESP0, Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira, 2025
