Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Trapp, Jordan Gustavo
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3681
Resumo: The growing global demand for electricity, increasing scarcity of the conventional energy sources and the need to reduce environmental impacts contributed to the pronounced development of new technologies based on clean and renewable energy sources. In this context, the wind power is the technology that has had a greater development in recent decades. This source has played an important role in the advancement of alternative sources in the world energy matrix, because the technology is already consolidated and is economically viable. Accompanying the technological development of the alternative sources, the induction generator has stood out among the generators with the technology best suited to generating electricity for isolated energy systems. With this motivation, this thesis proposes a new configuration for an isolated wind energy conversion system using variable speed turbines, in which the induction generator is electronically excited by means of a static compensator. Also, the generator is associated to a shunt active filter for compensation of non-linear and unbalanced loads, and with a battery bank for energy storage and DC bus stabilization. It is also discussed the main problems with the induction generator related to the magnetization characteristic and its dynamic model, and the proposed solutions to mitigate these problems. The results confirm the effectiveness of the proposed wind energy conversion system, showing its operational capability with variable load and variable turbine speed. Finally it is presented the main conclusions of this work and suggestions for future works in the same line of research.
id UFSM_d8bf8047a50dcbb8e82422a3e8b1e04c
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/3681
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isoladosInduction generator with static excitation, active filter and energy storage for stand-alone wind systemsCompensador estáticoEnergia eólicaFiltro ativoGerador de induçãoActive filterInduction generatorStatic compensatorWind energyCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThe growing global demand for electricity, increasing scarcity of the conventional energy sources and the need to reduce environmental impacts contributed to the pronounced development of new technologies based on clean and renewable energy sources. In this context, the wind power is the technology that has had a greater development in recent decades. This source has played an important role in the advancement of alternative sources in the world energy matrix, because the technology is already consolidated and is economically viable. Accompanying the technological development of the alternative sources, the induction generator has stood out among the generators with the technology best suited to generating electricity for isolated energy systems. With this motivation, this thesis proposes a new configuration for an isolated wind energy conversion system using variable speed turbines, in which the induction generator is electronically excited by means of a static compensator. Also, the generator is associated to a shunt active filter for compensation of non-linear and unbalanced loads, and with a battery bank for energy storage and DC bus stabilization. It is also discussed the main problems with the induction generator related to the magnetization characteristic and its dynamic model, and the proposed solutions to mitigate these problems. The results confirm the effectiveness of the proposed wind energy conversion system, showing its operational capability with variable load and variable turbine speed. Finally it is presented the main conclusions of this work and suggestions for future works in the same line of research.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorO crescente aumento da demanda mundial de energia elétrica, a escassez cada vez maior das fontes convencionais de energia e a necessidade de redução dos impactos ambientais contribuíram para o acentuado desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em fontes limpas e renováveis. Neste contexto, a energia eólica foi uma das tecnologias que mais se desenvolveu nas últimas décadas. Esta fonte tem desempenhado importante papel no avanço das fontes alternativas na matriz energética mundial, pois é uma tecnologia já consolidada e viável economicamente. Acompanhando o desenvolvimento tecnológico das fontes alternativas, o gerador de indução tem se destacado dentre as tecnologias de geradores mais adequadas para sistemas isolados de geração de energia elétrica. Com esta motivação, esta tese propõe uma nova configuração de conversão de energia eólica isolada, utilizando turbinas de velocidade variável, na qual o gerador de indução é excitado eletronicamente por meio de um compensador estático. Ainda mais, o gerador é associado a um filtro ativo shunt para a compensação de cargas não-lineares e desbalanceadas e a um banco de baterias para armazenamento de energia e estabilização do barramento cc, comum aos conversores. São discutidos os principais problemas relacionados ao gerador de indução para esta aplicação através da característica de magnetização e do seu modelo dinâmico, com as soluções propostas para mitigar estes problemas. Os resultados práticos e de simulação obtidos comprovam a efetividade da configuração de conversão de energia eólica proposta, mostrando a capacidade de operação do gerador com carga variável e velocidade variável da turbina. Por fim são apresentadas as principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros na mesma linha de pesquisa.Universidade Federal de Santa MariaBREngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaFarret, Felix Albertohttp://lattes.cnpq.br/5783619992936443Campos, Alexandrehttp://lattes.cnpq.br/8059148083624149Marra, Enes Gonçalveshttp://lattes.cnpq.br/8463332056679918Parizzi, Jocemar Biasihttp://lattes.cnpq.br/4550710379088070Flores Filho, Ály Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/7052451135844502Trapp, Jordan Gustavo2017-05-262017-05-262013-03-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfTRAPP, Jordan Gustavo. Induction generator with static excitation, active filter and energy storage for stand-alone wind systems. 2013. 196 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3681porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-06-27T14:54:32Zoai:repositorio.ufsm.br:1/3681Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-06-27T14:54:32Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
Induction generator with static excitation, active filter and energy storage for stand-alone wind systems
title Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
spellingShingle Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
Trapp, Jordan Gustavo
Compensador estático
Energia eólica
Filtro ativo
Gerador de indução
Active filter
Induction generator
Static compensator
Wind energy
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
title_full Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
title_fullStr Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
title_full_unstemmed Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
title_sort Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados
author Trapp, Jordan Gustavo
author_facet Trapp, Jordan Gustavo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Farret, Felix Alberto
http://lattes.cnpq.br/5783619992936443
Campos, Alexandre
http://lattes.cnpq.br/8059148083624149
Marra, Enes Gonçalves
http://lattes.cnpq.br/8463332056679918
Parizzi, Jocemar Biasi
http://lattes.cnpq.br/4550710379088070
Flores Filho, Ály Ferreira
http://lattes.cnpq.br/7052451135844502
dc.contributor.author.fl_str_mv Trapp, Jordan Gustavo
dc.subject.por.fl_str_mv Compensador estático
Energia eólica
Filtro ativo
Gerador de indução
Active filter
Induction generator
Static compensator
Wind energy
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Compensador estático
Energia eólica
Filtro ativo
Gerador de indução
Active filter
Induction generator
Static compensator
Wind energy
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description The growing global demand for electricity, increasing scarcity of the conventional energy sources and the need to reduce environmental impacts contributed to the pronounced development of new technologies based on clean and renewable energy sources. In this context, the wind power is the technology that has had a greater development in recent decades. This source has played an important role in the advancement of alternative sources in the world energy matrix, because the technology is already consolidated and is economically viable. Accompanying the technological development of the alternative sources, the induction generator has stood out among the generators with the technology best suited to generating electricity for isolated energy systems. With this motivation, this thesis proposes a new configuration for an isolated wind energy conversion system using variable speed turbines, in which the induction generator is electronically excited by means of a static compensator. Also, the generator is associated to a shunt active filter for compensation of non-linear and unbalanced loads, and with a battery bank for energy storage and DC bus stabilization. It is also discussed the main problems with the induction generator related to the magnetization characteristic and its dynamic model, and the proposed solutions to mitigate these problems. The results confirm the effectiveness of the proposed wind energy conversion system, showing its operational capability with variable load and variable turbine speed. Finally it is presented the main conclusions of this work and suggestions for future works in the same line of research.
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013-03-01
2017-05-26
2017-05-26
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv TRAPP, Jordan Gustavo. Induction generator with static excitation, active filter and energy storage for stand-alone wind systems. 2013. 196 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3681
identifier_str_mv TRAPP, Jordan Gustavo. Induction generator with static excitation, active filter and energy storage for stand-alone wind systems. 2013. 196 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3681
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com
_version_ 1805922174862622720