Uso do gerador de indução duplamente alimentado como gerador eólico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: TAVARES, Marcelo Matos
Orientador(a): NEVES, Francisco de Assis dos Santos
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
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Eletrica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/28108
Resumo: Este trabalho apresenta o estudo e a avaliação da aplicação do gerador de indução duplamente alimentado como gerador eólico através de resultados de simulação e experimentais, obtidos através da montagem de uma bancada de laboratório. A motivação para o trabalho vem do aumento consideravel, a cada ano, da potência instalada advinda de fontes renováveis, especialmente da geração eólica, que tem apresentado um crescimento aproximadamente exponencial no tempo. No Brasil, existe todo um sistema proposto para incentivar a instalação de parques geradores. Além disso, o país possui uma grande vantagem em relação a outros países que investem na energia eólica que é o fator de capacidade de geração muito alto, cerca do dobro da média mundial. Com todo esse crescimento e importância, há o fato importante de que grande parte das turbinas instaladas tem utilizado como gerador eólico a máquina de indução duplamente alimentada. O uso dessa máquina apresenta como benefício o fato dos conversores de potência ficarem conectados entre a rede e o rotor da máquina e, como a potência transmitida pelo rotor é cerca de 30% da potência total processada pelo gerador, isto significa que a capacidade necessária de potência para os conversores é consideravelmente menor, o que reduz significativamente seus custos. A conexão do gerador eólico à rede, no entanto, deve obedecer a uma série de requisitos operacionais, normatizados nos Procedimentos de Rede de cada país, e que, de modo geral, são estabelecidos para que a inserção de parques eólicos no sistema contribua com uma melhora na operação, reduzindo custos operacionais. Assim, é estudado o funcionamento da máquina através de uma estratégia de controle mais básica de acionamento, apresentando as dificuldades que este tipo de controle apresenta para atendimento aos critérios dos procedimentos de rede. Para validar o estudo, resultados de simulação e experimentais são apresentados. Por fim, são apresentadas as propostas de trabalhos futuros para serem realizados com a bancada experimental construída.
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Além disso, o país possui uma grande vantagem em relação a outros países que investem na energia eólica que é o fator de capacidade de geração muito alto, cerca do dobro da média mundial. Com todo esse crescimento e importância, há o fato importante de que grande parte das turbinas instaladas tem utilizado como gerador eólico a máquina de indução duplamente alimentada. O uso dessa máquina apresenta como benefício o fato dos conversores de potência ficarem conectados entre a rede e o rotor da máquina e, como a potência transmitida pelo rotor é cerca de 30% da potência total processada pelo gerador, isto significa que a capacidade necessária de potência para os conversores é consideravelmente menor, o que reduz significativamente seus custos. A conexão do gerador eólico à rede, no entanto, deve obedecer a uma série de requisitos operacionais, normatizados nos Procedimentos de Rede de cada país, e que, de modo geral, são estabelecidos para que a inserção de parques eólicos no sistema contribua com uma melhora na operação, reduzindo custos operacionais. Assim, é estudado o funcionamento da máquina através de uma estratégia de controle mais básica de acionamento, apresentando as dificuldades que este tipo de controle apresenta para atendimento aos critérios dos procedimentos de rede. Para validar o estudo, resultados de simulação e experimentais são apresentados. Por fim, são apresentadas as propostas de trabalhos futuros para serem realizados com a bancada experimental construída.CNPqThis work presents a study and evaluation of the application of the doubly fed induction generator as a wind power generator, through results of simulation and experimentation, obtained through a laboratory bench. The motivation for the work comes from the considerable growth, every year, of the installed capacity of renewable power sources, in particular, the wind power generation, that is presenting an approximately exponential increase through time. In Brazil, there is an environment to encourage the installation of wind farms. In addition, Brazil has a benefit in relation to other countries that are investing in wind energy that is the very high power capacity factor, about twice the global average. Therefore, with all this growth and importance, it draws attention that most of the new wind power turbines uses a doubly fed induction machine as a generator. The use of this machine presents the benefit of the power converters being connected between the rotor and the grid. So, as the transmitted power through the rotor is about 30% of the total power processed through the machine, it means that the power converters will process less power and it costs will be considerably smaller. The connection between the wind generator and the grid, however, has to obey a series of operational requirements normalized through grid codes, which, in general, seeks to stablish a reduction of the operation cost of the system, by using the contribution of the wind power. Therefore, this work studies the operation of the machine through a basic drive control, presenting difficulties faced by this kind of control to obey the grid codes. For validation of the study, simulation and experimental results are presented. Finally, the proposals for future work, using the experimental bench built, are presented.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia ElétricaGerador de indução duplamente alimentadoAcionamentos elétricosEnergia eólicaControle de conversores de potênciaUso do gerador de indução duplamente alimentado como gerador eólicoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Marcelo Matos Tavares.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Marcelo Matos Tavares.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1177https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/28108/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marcelo%20Matos%20Tavares.pdf.jpg76f4afda5dbe2376b5348b527b2c5e40MD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Marcelo Matos Tavares.pdfDISSERTAÇÃO Marcelo Matos Tavares.pdfapplication/pdf8126012https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/28108/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marcelo%20Matos%20Tavares.pdfb537080bb709abb93bb9ce8aecf4b7cfMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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