Controle por modos deslizantes aplicado a um DSTATCOM utilizado em sistemas com gerador de indução autoexcitado para compensação de harmônicos e desbalanceamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Attuati, Gabriel
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/001300000t6fx
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/14063
Resumo: This dissertation aims to present the design of a distribution synchronous static compensator (DSTATCOM) control system applied to the voltage regulation and harmonic and unbalanced load currents compensation in self excited induction generator (SEIG) based systems. For this, it is considered an isolated three-phase three-wire generic system, with a constant speed primary machine. The process of mathematical modeling of the system and of the design of the necessary voltage and current controllers are demonstrated. The system consists of closed-loop controllers, with external loops for regulating the voltages in the AC and DC buses, and internal loops for the DSTATCOM current control. For the external loops, classical PI controllers are used. Specifically in relation to the current loop, it is proposed a sliding mode controller. The use of this technique is justified by characteristics such as fast dynamic response, robustness and rejection of disturbances, wich are desirable to carry out the proposed compensation in the system. The resulting designed controller presents a rapid transient response with low coupling influence, and is not sensitive to frequency variantions of the isolated system, presenting itself as an alternative to current controllers proposed by the literature for this specific application, such as hysteresis or proportional resonant. Simulation and experimental results are shown for the connection of non-linear, unbalanced loads, and a combination of both. The results demonstrate the feasibility of the proposed control system to the DSTATCOM, being possible to regulate the voltage and effectively reduce the harmonic and unblance content of the SEIG current and voltages to the values recommended by the IEEE 519-2014 and IEEE 1159-2009 standards.
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The process of mathematical modeling of the system and of the design of the necessary voltage and current controllers are demonstrated. The system consists of closed-loop controllers, with external loops for regulating the voltages in the AC and DC buses, and internal loops for the DSTATCOM current control. For the external loops, classical PI controllers are used. Specifically in relation to the current loop, it is proposed a sliding mode controller. The use of this technique is justified by characteristics such as fast dynamic response, robustness and rejection of disturbances, wich are desirable to carry out the proposed compensation in the system. The resulting designed controller presents a rapid transient response with low coupling influence, and is not sensitive to frequency variantions of the isolated system, presenting itself as an alternative to current controllers proposed by the literature for this specific application, such as hysteresis or proportional resonant. Simulation and experimental results are shown for the connection of non-linear, unbalanced loads, and a combination of both. The results demonstrate the feasibility of the proposed control system to the DSTATCOM, being possible to regulate the voltage and effectively reduce the harmonic and unblance content of the SEIG current and voltages to the values recommended by the IEEE 519-2014 and IEEE 1159-2009 standards.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA presente dissertação tem como objetivo apresentar o projeto de um sistema de controle de um compensador estático síncrono de distribuição (DSTATCOM) aplicado à regulação de tensão e compensação de harmônicos e desbalanceamento de correntes de carga em sistemas com gerador de indução autoexcitado (GIAE). Para isso, é considerado um sistema genérico isolado trifásico a três fios, com máquina primária de velocidade constante. São demonstrados os processos de modelagem matemática do sistema e de projeto dos controladores de tensão e corrente necessários. O sistema é composto por controladores operando em malha fechada, com malhas externas para a regulação das tensões nos barramentos CA e CC, e malhas internas para o controle de corrente do DSTATCOM. Para as malhas externas, utilizam-se controladores clássicos do tipo PI. Especificamente em relação à malha de corrente, é proposto um controlador por modos deslizantes. A utilização desta técnica justifica-se em função de características como rápida resposta dinâmica, robustez e rejeição a distúrbios, as quais são desejáveis para realizar as compensações no sistema. O controlador resultante projetado apresenta resposta transitória rápida, com baixa influência de acoplamentos, além de não ser sensível a variações de frequência do sistema isolado, apresentando-se como alternativa aos controladores de corrente propostos pela literatura para essa aplicação específica, como por exemplo histerese ou proporcional ressonante. São demonstrados resultados de simulação e experimentais para a conexão de cargas não lineares, desbalanceadas, e combinação de ambas. Os resultados demonstram a viabilidade do sistema de controle proposto ao DSTATCOM, sendo possível regular a tensão e reduzir efetivamente o conteúdo harmônico e de desbalanço das correntes e tensões do GIAE para dentro de valores recomendados pelas normas IEEE 519-2014 e IEEE 1159 - 2009.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaCamargo, Robinson Figueiredo dehttp://lattes.cnpq.br/9486400043926456Scherer, Lucas Giulianihttp://lattes.cnpq.br/4713067405941425Vieira, Rodrigo Padilhahttp://lattes.cnpq.br/7274686165301866Gabe, Ivan Jorgehttp://lattes.cnpq.br/9811150274042488Attuati, Gabriel2018-08-16T21:01:10Z2018-08-16T21:01:10Z2018-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/14063ark:/26339/001300000t6fxporAttribution-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:UFSM2022-03-21T11:19:34Zoai:repositorio.ufsm.br:1/14063Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-03-21T11:19:34Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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