Filtro Hanning modificado com tamanho de janela variável para estimação de amplitude do sinal da rede elétrica

• Autor(a) principal: Mendonça, Thiago Ribeiro Furtado de
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/235
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Estimação de Amplitude; Remoção de Harmônicos; Atenuação de Inter-harmônicos; Filtro Hanning Modificado; Janelamento Variável; Amplitude Estimation; Harmonic Removal; Inter-harmonic Attenuation; Modified Hanning Filter; Variable Windowing

Em face ao aumento da demanda por energia elétrica e maior confiabilidade em seu fornecimento, diversas metodologias de controle e proteção da rede elétrica estão sendo desenvolvidas. Para isso é de fundamental importância a utilização de técnicas de processamento de sinais que permitam a extração de forma precisa e rápida dos parâmetros da rede elétrica. O advento de novas tecnologias permitiu a modernização dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, melhorando a eficiência energética e confiabilidade. Por outro lado, observou-se a proliferação na indústria de novas cargas, em sua maioria de natureza não linear, responsáveis pela geração de componentes harmônicos e inter-harmônicos que distorcem o sinal do sistema elétrico (tensão e corrente), dificultando a estimação de parâmetros importantes. Com o intuito de continuar provendo energia de forma segura e confiável, alguns pré-requisitos devem ser atendidos, tais como a baixa distorção harmônica, amplitude estável, baixa oscilação da frequência fundamental, entre outros. Hoje em dia, devido ao maior nível de cargas e equipamentos não lineares conectados a rede, rastrear estes parâmetros de qualidade de energia não é uma tarefa fácil. Para isso, novas técnicas de processamento de sinais devem ser combinadas às teorias de sistemas de potência como forma de estimar e acompanhar as mudanças destes parâmetros. Nesse contexto, diversos algoritmos vêm sendo implementados, cada um com suas especificidades e desempenho. O presente trabalho propõe o desenvolvimento de um novo filtro baseado no filtro Hanning, que é capaz de eliminar harmônicos e atenuar inter-harmônicos com maior eficiência além de ser mais estável quando se considera a implementação em ponto fixo. Este filtro foi combinado com um algoritmo capaz de ajustar seus coeficientes de acordo com a estimação da frequência fundamental de forma a garantir amostragem síncrona, ou seja, a frequência de amostragem será sempre múltipla inteira da frequência atual. Dessa forma, a estimação de amplitude e reconstrução de componentes são feitas com maior precisão mesmo quando se considera a natureza variante da frequência fundamental do sinal bem como a maior quantidade de harmônicos e inter-harmônicos presentes, retratando com maior fidelidade o sinal real do sistema de potência. Os resultados mostram-se superiores às técnicas já existentes, considerando sinais com frequências fora da nominal bem como com grande quantidade de componentes harmônicos e inter-harmônicos, atingindo uma melhoria de 74% em relação ao MAF e de quase 90% em relação ao Hanning convencional.