A energia eólica é amplamente utilizada em sistemas de distribuição, assim como os geradores síncronos distribuídos. No caso de perda da rede principal, especialmente em áreas remotas, é conveniente que esses geradores possam operar no modo de ilhado, fornecendo energia às cargas para melhorar a confiabilidade do sistema. Nesta situação, o sistema ilhado geralmente apresenta um alto nível de penetração da energia eólica e, devido à baixa inércia equivalente do sistema, o mesmo pode enfrentar grandes desvios de frequência quando sujeito a um distúrbio, tal como a transição do modo conectado para o modo ilhado, em eventos de ilhamento não planejados. Nesses casos, o uso de inércia sintética no gerador eólico pode melhorar consideravelmente a resposta de frequência. No entanto, a contribuição deve ser ajustada adequadamente de acordo com a magnitude da perturbação e com a energia cinética disponível na turbina eólica. Nesta tese, propõe-se uma abordagem de escalonamento de ganho para adaptar o ganho de inércia sintética de uma turbina eólica baseada em um gerador de indução duplamente alimentado para evitar violações de frequência durante a transição de operação conectada à rede para operação ilhada em uma parte de um sistema de distribuição composto por uma fazenda eólica e um gerador síncrono. A principal contribuição deste trabalho é a abordagem adaptativa proposta, simples e eficaz para a finalidade pretendida (dois recursos que são altamente valorizados pela indústria), além de levar em conta na etapa de projeto, requisitos específicos de resposta dinâmica. A abordagem é validada pela simulação de vários casos e os resultados mostram que o uso do esquema proposto fornece um suporte de frequência adequado por parte do aerogerador de forma a evitar a violação do limite de frequência adotado.

Wind power is widely used in distribution systems, as well as distributed synchronous generators. In the event of loss of the main grid, especially in remote areas, it is convenient that these generators can operate in islanded mode supplying the loads to improve the system reliability. In this situation, the islanded system usually presents a high wind power penetration level and, due to the low system equivalent inertia, they may face large frequency deviations when subjected to disturbances, such as the transition from connected to islanded mode, in unplanned islanding events. In these cases, the use of synthetic inertia in the wind generator can considerably improve the frequency response. However, the contribution must be properly adjusted according to the disturbance magnitude and to the kinetic energy available in the wind turbine. In this work, a gain scheduling approach is proposed to adapt the synthetic inertia gain of a doubly-fed induction generator based wind turbine for avoiding frequency violations during the transition from grid-connected to islanded operation of part of a distribution system composed of synchronous generator and wind turbine generator. The main contribution of this work is the proposed adaptive approach, which is simple and effective for its intended purpose (two features that are highly valued by the industry), as well as taking into account at the design stage specific dynamic response requirement. The approach is validated by simulation of several cases and the results show that the use of the proposed scheme provides a suitable frequency support from the wind turbine generator to avoid frequency limit violation.