Regulação de sistema de geração baseado em gerador de indução autoexcitado empregando gerador síncrono como compensador de reativos
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/27483 |
Resumo: | This master’s thesis presents the development of a Self-excited Induction Generator (SEIG) and a Synchronous Generator (SG) based generation system, where the SG acts as reactive power compensator. In the generation system, the SEIG is kept supplying rated power, driven through a primary source of constant mechanical power. The SG, on the other hand, is driven by a constant speed primary source. A Electronic Load Controller (ELC) is used to consume the surplus active power generated by the SEIG that is not consumed by the consumer unit, in order to regulate system’s frequency. When the consumer’s load is greater than the SEIG’s rated power, SG provides active power to supply the demand, the ELC is turned off and frequency control is realized by SG’s speed controller. The microgrid reactive power is controlled by SG’s static excitation system, which is based on a Buck converter powered by an external DC source, acts to control the system’s voltage at common bus through adjusting the SG field voltage. The system elements are modeled in order to design excitation system and ELC controllers. The DSP based designed digital control system is applied in a generation systems test bench. A start-up method is developed, disregarding synchronism techniques. Simulation and experimental results are presented, validating the controllers design and the proposed system. |
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Regulação de sistema de geração baseado em gerador de indução autoexcitado empregando gerador síncrono como compensador de reativosSelf-excited induction generator based generation system regulation using synchronous generator as reactive power compensatorPower processingApplied controlRenewable sourcesMicrogridsSelf-excited induction generatorSynchronous generatorProcessamento de energiaControle aplicadoFontes renováveisMicrorredesGerador de indução autoexcitadoGerador síncronoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master’s thesis presents the development of a Self-excited Induction Generator (SEIG) and a Synchronous Generator (SG) based generation system, where the SG acts as reactive power compensator. In the generation system, the SEIG is kept supplying rated power, driven through a primary source of constant mechanical power. The SG, on the other hand, is driven by a constant speed primary source. A Electronic Load Controller (ELC) is used to consume the surplus active power generated by the SEIG that is not consumed by the consumer unit, in order to regulate system’s frequency. When the consumer’s load is greater than the SEIG’s rated power, SG provides active power to supply the demand, the ELC is turned off and frequency control is realized by SG’s speed controller. The microgrid reactive power is controlled by SG’s static excitation system, which is based on a Buck converter powered by an external DC source, acts to control the system’s voltage at common bus through adjusting the SG field voltage. The system elements are modeled in order to design excitation system and ELC controllers. The DSP based designed digital control system is applied in a generation systems test bench. A start-up method is developed, disregarding synchronism techniques. Simulation and experimental results are presented, validating the controllers design and the proposed system.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta dissertação de Mestrado apresenta o desenvolvimento de um sistema de geração baseado em Gerador de Indução Autoexcitado (GIAE) e Gerador Síncrono (GS), onde o GS atua como compensador de reativos. No sistema de geração, o GIAE é mantido fornecendo potência nominal, acionado através de uma fonte primária de potência constante. Já o GS é acionado por uma máquina primária de velocidade constante. Uma Carga Eletrônica Controlada (ELC) é utilizada para consumir a potência ativa excedente gerada pelo GIAE que não é consumida pela Unidade Consumidora (UC), de forma a manter a frequência do sistema regulada, uma vez que o GS não pode ser motorizado devido à natureza da fonte primária. Quando a carga conectada for maior que a potência nominal do GIAE, o GS atua fornecendo potência ativa para suprir a demanda, o ELC deixa de drenar potência do sistema e o controle da frequência é realizado através do controle de velocidade da máquina primária do GS. A potência reativa na microrrede é controlada pelo sistema de excitação estático do GS. Esse sistema, baseado em um conversor Buck alimentado através de fonte CC externa, atua para realizar o controle de tensão no ponto de conexão comum (PCC) do sistema através do ajuste da tensão de campo do GS. É realizada a modelagem dos elementos que constituem o sistema, e a partir desses modelos matemáticos, são projetados os controladores do sistema de excitação e do ELC. Os controladores projetados são aplicados em um sistema de controle digital baseado em DSP alocado em uma bancada de testes de sistemas de geração. É desenvolvido um método de partida para os geradores onde se dispensa a utilização de técnicas de sincronismo. Resultados de simulação e experimentais são apresentados, validando o projeto dos controladores e o sistema proposto.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaCamargo, Robinson Figueiredo dehttp://lattes.cnpq.br/9486400043926456Lopes, Luiz Antônio CorreaScherer, Lucas GiulianiPivetta, Raul Erd2023-01-04T12:22:18Z2023-01-04T12:22:18Z2022-08-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/27483porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-01-04T12:22:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/27483Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-01-04T12:22:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This master’s thesis presents the development of a Self-excited Induction Generator (SEIG) and a Synchronous Generator (SG) based generation system, where the SG acts as reactive power compensator. In the generation system, the SEIG is kept supplying rated power, driven through a primary source of constant mechanical power. The SG, on the other hand, is driven by a constant speed primary source. A Electronic Load Controller (ELC) is used to consume the surplus active power generated by the SEIG that is not consumed by the consumer unit, in order to regulate system’s frequency. When the consumer’s load is greater than the SEIG’s rated power, SG provides active power to supply the demand, the ELC is turned off and frequency control is realized by SG’s speed controller. The microgrid reactive power is controlled by SG’s static excitation system, which is based on a Buck converter powered by an external DC source, acts to control the system’s voltage at common bus through adjusting the SG field voltage. The system elements are modeled in order to design excitation system and ELC controllers. The DSP based designed digital control system is applied in a generation systems test bench. A start-up method is developed, disregarding synchronism techniques. Simulation and experimental results are presented, validating the controllers design and the proposed system. |
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