Contribuições ao controle aplicado a uma topologia híbrida para regulação de tensão em geradores de indução autoexcitados
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Data de Publicação: | 2017 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/23129 |
Resumo: | This doctoral thesis presents contributions to control applied to hybrid topology for voltage regulation of self-excited induction generators in stand-alone microgeneration systems. The generator system considers a three-phase bus composed by a distribution static synchronous compensator (DSTATCOM), excitation capacitors bank and switchable capacitor banks connected in parallel to electrical power supply system. The switchable capacitor banks provides the most part of the reactive power for system and the DSTATCOM is controlled to provide the difference between the reactive power supplied by excitation capacitors bank and reactive power required by induction generator and aggregated loads, besides to compensate harmonic component of non-linear loads. To accomplish that, a control strategy performed by a dual loop is proposed, two inner current loop is composed by proportional-resonant controllers and two outer voltage loop composed by proportional-integral controllers. Furthermore, in this work, the frequency control is performed by an electronic load (ELC) connected to the AC bus system through non-controlled three-phase rectifier. An algorithm to control as well as the design procedure for switchable capacitor banks is presented. Simulation and experimental results are presented to demonstrate the performance of the current, voltage and frequency controllers and the operation response of switchable capacitor banks. |
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2021-12-02T18:40:48Z2021-12-02T18:40:48Z2017-04-24http://repositorio.ufsm.br/handle/1/23129This doctoral thesis presents contributions to control applied to hybrid topology for voltage regulation of self-excited induction generators in stand-alone microgeneration systems. The generator system considers a three-phase bus composed by a distribution static synchronous compensator (DSTATCOM), excitation capacitors bank and switchable capacitor banks connected in parallel to electrical power supply system. The switchable capacitor banks provides the most part of the reactive power for system and the DSTATCOM is controlled to provide the difference between the reactive power supplied by excitation capacitors bank and reactive power required by induction generator and aggregated loads, besides to compensate harmonic component of non-linear loads. To accomplish that, a control strategy performed by a dual loop is proposed, two inner current loop is composed by proportional-resonant controllers and two outer voltage loop composed by proportional-integral controllers. Furthermore, in this work, the frequency control is performed by an electronic load (ELC) connected to the AC bus system through non-controlled three-phase rectifier. An algorithm to control as well as the design procedure for switchable capacitor banks is presented. Simulation and experimental results are presented to demonstrate the performance of the current, voltage and frequency controllers and the operation response of switchable capacitor banks.Esta tese de doutorado apresenta contribuições ao controle aplicado a uma topologia híbrida para regulação de tensão a partir da utilização de geradores de indução em sistemas autônomos de microgeração. O sistema de geração consiste em um barramento trifásico a três fios composto por um conversor estático de distribuição (DSTATCOM), bancos de capacitores de excitação do gerador de indução e bancos de capacitores comutáveis conectados em paralelo com o sistema de fornecimento de energia elétrica. Os bancos de capacitores comutáveis proporcionam a maior parcela da potência reativa para o sistema e o DSTATCOM é controlado a fim de fornecer a diferença entre a potência reativa fornecida pelos capacitores de excitação e a potência reativa requerida pelo próprio gerador e cargas agregadas, além de compensar componentes harmônicas provenientes de cargas não-lineares. Para isso, uma estratégia de controle composta por quatro malhas é proposta, sendo duas malhas internas de corrente, empregando um conjunto de controladores ressonantes, e duas malhas externas de tensão, contendo controladores proporcionais-integrais. Ainda, neste trabalho o controle de frequência é aplicado a partir de uma carga eletrônica (ELC) conectado no barramento CA do sistema através de um retificador não-controlado. Um algoritmo de controle de operação dos bancos de capacitores comutáveis, bem como o procedimento de projeto para a obtenção dos mesmos é apresentado. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para demonstrar o desempenho dinâmico dos controladores de corrente, de tensão e frequência, além da resposta de operação dos bancos de capacitores comutáveis.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de Santa MariaCentro de TecnologiaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBrasilEngenharia ElétricaAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessGerador de indução autoexcitadoRegulação de tensão e frequênciaTopologia híbridaSistema isolado de geraçãoSelf-excited induction generatorsVoltage and frequency regulationHybrid topologyStand-alone generation systemCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAContribuições ao controle aplicado a uma topologia híbrida para regulação de tensão em geradores de indução autoexcitadosContributions to control applied to hybrid topology for voltage regulation on self-excited induction generatorsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCamargo, Robinson Figueiredo dehttp://lattes.cnpq.br/9486400043926456Scherer, Lucas GiulianiMaccari Junior, Luiz AntonioGabe, Ivan JorgeVieira, Rodrigo PadilhaBisogno, Fábio Eckehttp://lattes.cnpq.br/4748884464285132Tischer, Celso Becker30040000000760060060060060060070751d17-1722-42a6-aef8-4b7fa02c39d3558039e3-eb15-491c-9111-2586ffa954e0ca5dbb49-48a1-4f54-a3b3-fdf108bcbf72dc201cee-4a7d-421b-86fe-3380955e87e29f28e316-ee36-4e91-8a48-9a86c40954c590d4a285-f6af-4635-a8ec-30c058259f645c2592e8-1942-42ce-96b6-c10fc0e72de1reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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