Operação de conversores CC-CA emulando máquinas síncronas através do uso de Synchronverter

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: NASCIMENTO FILHO, José Sandro Valença do
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Engenharia Eletrica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia Elétrica
Synchronverter
Conversores
Máquinas síncronas
Fontes de energia renovável
Paralelismo de inversores
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39128
Resumo: Este trabalho tem como objetivo estudar e analisar a operação de inversores trifásicos imitando o comportamento de geradores síncronoso com o uso do Synchronverter. Para tanto, o trabalho apresenta toda a modelagem matemática de geradores síncronos, com foco principal nos geradores de polos lisos, detalhada a implementação matemática utilizada de modo que as equações sejam utilizadas como base para o Synchronverter, verifica o funcionamento através de simulação com o programa MATLAB/Simulink e realiza a validação experimental da utiliza-ção do Synchronverter para a operação de inversores trifásicos imitando o comportamento de geradores síncronos. A validação experimental do Synchronverter é realizada para diferentes modos de operação dos inversores. Os modos de operação ilhado e conectado a rede elétrica são testados e analisados tanto por simulações com o programa MATLAB/Simulink quanto por meio de resultados experimentais obtidos no laboratório do Grupo de Eletrônica de Potência e Acionamentos Elétricos (GEPAE) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) através do uso de componentes elétricos e de dados de medição obtidas por sensores já disponíveis no laboratório. Os resultados experimentais são obtidos com a estratégia de controle do Synchron-verter implementada de maneira discreta em MATLAB/Simulink no computador e gravada no dSPACE; o dSPACE envia e recebe informações do computador, em tempo real, por meio do software ControlDesk; processa as variáveis medidas; e, calcula a ação de controle que irá ser usada para operar as chaves semicondutoras do inversor. Os dados de medição dos sensores passam por uma placa de condicionamentos de sinais, que pré-processa a informação analógica, antes de enviar para o dSPACE. Todos os gráficos exibidos no ControlDesk são armazenados como um workspace do MATLAB. Este trabalho também apresenta os conceitos e simulações realizadas com o programa MATLAB/Simulink da operação em paralelo de inversores com foco nas estratégias de controle sem comunicação entre os inversores: controle por inclinação convencional, controle por inclinação robusto e controle com Synchronverter.
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Os modos de operação ilhado e conectado a rede elétrica são testados e analisados tanto por simulações com o programa MATLAB/Simulink quanto por meio de resultados experimentais obtidos no laboratório do Grupo de Eletrônica de Potência e Acionamentos Elétricos (GEPAE) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) através do uso de componentes elétricos e de dados de medição obtidas por sensores já disponíveis no laboratório. Os resultados experimentais são obtidos com a estratégia de controle do Synchron-verter implementada de maneira discreta em MATLAB/Simulink no computador e gravada no dSPACE; o dSPACE envia e recebe informações do computador, em tempo real, por meio do software ControlDesk; processa as variáveis medidas; e, calcula a ação de controle que irá ser usada para operar as chaves semicondutoras do inversor. Os dados de medição dos sensores passam por uma placa de condicionamentos de sinais, que pré-processa a informação analógica, antes de enviar para o dSPACE. Todos os gráficos exibidos no ControlDesk são armazenados como um workspace do MATLAB. Este trabalho também apresenta os conceitos e simulações realizadas com o programa MATLAB/Simulink da operação em paralelo de inversores com foco nas estratégias de controle sem comunicação entre os inversores: controle por inclinação convencional, controle por inclinação robusto e controle com Synchronverter.CNPqThis work aims to study and analyze the operation of three-phase inverters mimicking the behavior of synchronous generators with the use of Synchronverter. To this end, the work presents all the mathematical modeling of synchronous generators, with a main focus on smooth pole gener-ators, detailing the mathematical implementation used so that the equations are used as the basis for the Synchronverter, verifies the functioning through simulation with the MATLAB/Simulink program and performs the experimental validation of the use of Synchronverter for the operation of three-phase inverters mimicking the behavior of synchronous generators. The experimental validation of Synchronverter is performed for different operating modes of the inverters. The stand-alone and grid-connected operation modes are tested and analyzed both by simulations with the MATLAB/Simulink program and by means of experimental results obtained in the laboratory of the Power Electronics and Electric Drives Group (GEPAE) of the Federal University of Pernambuco (UFPE) through the use of electrical components and measurement data obtained by sensors already available in the laboratory. The experimental results are obtained with the Synchronverter control strategy implemented discreetly in MATLAB/Simulink on the computer and recorded in dSPACE; dSPACE sends and receives information from the computer, in real time, using the ControlDesk software; processes the measured variables; and, calculates the control action that will be used to operate the inverter semiconductor switches. The measurement data from the sensors goes through a signal conditioning plate, which pre-processes the analog information, before sending it to dSPACE. All graphics displayed in ControlDesk are stored as a MATLAB workspace. This work also presents the concepts and simulations performed with the MATLAB/Simulink program of the parallel operation of inverters focusing on the control strategies without communication between investors: conventional droop control, robust droop control, and Synchronverter control.Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaNEVES, Francisco de Assis dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/5343031579184560http://lattes.cnpq.br/5631067058249781NASCIMENTO FILHO, José Sandro Valença do2021-01-26T12:50:04Z2021-01-26T12:50:04Z2019-04-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfNASCIMENTO FILHO, José Sandro Valença do. Operação de conversores CC-CA emulando máquinas síncronas através do uso de Synchronverter. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39128porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPE2021-01-27T05:14:36Zoai:repositorio.ufpe.br:123456789/39128Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212021-01-27T05:14:36Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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