Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Zat, Guilherme lattes
Orientador(a): Motter, Daniel lattes
Banca de defesa: Vieira Júnior, José Carlos de Melo lattes, Almeida, Adriano Batista de lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Foz do Iguaçu
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7007
Resumo: The loss of mains event is an unintentional event in which a portion of the electrical grid becomes isolated, necessitating early detection to prevent damages. On the other hand, it is necessary to ensure that Distributed Generation (DG) remains connected within the operational limits established in current procedures to avoid improper shutdowns. Hence, the analysis of DG behavior based on inverters becomes essential, especially in a scenario with high grid penetration. This study examines a Voltage Source Inverter (VSI) in relation to loss of mains events and tests for ride-through requirements. The analysis comprehends the variation of gains in active islanding detection methods such as Sandia Frequency Shift (SFS) and General Electric Voltage Scheme (GEVS), as well as the variation of parameters in the Phase-Locked Loop (PLL) used for grid synchronization. Simulations were conducted using the PSIM® software, developing a model based on data from a VSI at the UNIOESTE microgrid laboratory. Additionally, the inverter control was designed considering both isolated and connected operation scenarios, and it was implemented in the C Block component of the PSIM® software. This approach provides a structure for future experimental benchtop implementations. The simulation results underscored the significant influence of parameters and gains in active techniques on the behavior of voltage and frequency signals, in both unintentional loss of mains cases and non-nominal operational conditions. Concerning ride-through requirements tests, it became evident that the idealized conditions for loss of mains detection do not necessarily apply, underscoring the importance of a deep understanding of the internal functioning of inverters and their detection techniques.
id UNIOESTE-1_7f3c99986a35f4a0163880facbf33e7c
oai_identifier_str oai:tede.unioeste.br:tede/7007
network_acronym_str UNIOESTE-1
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
repository_id_str
spelling Motter, Danielhttp://lattes.cnpq.br/2485951756714882Aguiar, Cassius Rossi dehttp://lattes.cnpq.br/2524525569223640Vieira Júnior, José Carlos de Melohttp://lattes.cnpq.br/1047893003118791Almeida, Adriano Batista dehttp://lattes.cnpq.br/2483742275772291http://lattes.cnpq.br/1700201571312190Zat, Guilherme2024-02-15T11:44:59Z2023-08-31Zat, Guilherme. Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede. 2023. 94 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu - PR.https://tede.unioeste.br/handle/tede/7007The loss of mains event is an unintentional event in which a portion of the electrical grid becomes isolated, necessitating early detection to prevent damages. On the other hand, it is necessary to ensure that Distributed Generation (DG) remains connected within the operational limits established in current procedures to avoid improper shutdowns. Hence, the analysis of DG behavior based on inverters becomes essential, especially in a scenario with high grid penetration. This study examines a Voltage Source Inverter (VSI) in relation to loss of mains events and tests for ride-through requirements. The analysis comprehends the variation of gains in active islanding detection methods such as Sandia Frequency Shift (SFS) and General Electric Voltage Scheme (GEVS), as well as the variation of parameters in the Phase-Locked Loop (PLL) used for grid synchronization. Simulations were conducted using the PSIM® software, developing a model based on data from a VSI at the UNIOESTE microgrid laboratory. Additionally, the inverter control was designed considering both isolated and connected operation scenarios, and it was implemented in the C Block component of the PSIM® software. This approach provides a structure for future experimental benchtop implementations. The simulation results underscored the significant influence of parameters and gains in active techniques on the behavior of voltage and frequency signals, in both unintentional loss of mains cases and non-nominal operational conditions. Concerning ride-through requirements tests, it became evident that the idealized conditions for loss of mains detection do not necessarily apply, underscoring the importance of a deep understanding of the internal functioning of inverters and their detection techniques.A perda de rede é um evento não intencional em que uma parte da rede elétrica fica isolada, exigindo a detecção precoce para prevenir danos. Por outro lado, é necessário garantir que a Geração Distribuída (GD) permaneça conectada dentro dos limites operacionais estabelecidos em procedimentos atuais, a fim de evitar desligamentos inadequados. Dessa forma, a análise do comportamento da GD baseada em inversores torna-se fundamental, especialmente em um cenário com alta penetração na rede. Este estudo analisa um inversor de fonte de tensão (VSI) em relação a eventos de perda de rede e a ensaios de suportabilidade. A análise abrange a variação dos ganhos dos métodos ativos de detecção de ilhamento Sandia Frequency Shift (SFS) e General Electric Voltage Scheme (GEVS), bem como a variação dos parâmetros do PhaseLocked Loop (PLL), usado para a sincronização com a rede. As simulações foram realizadas no software PSIM®, desenvolvendo um modelo com base nos dados de um VSI do laboratório de microrredes da UNIOESTE. Além disso, o controle do inversor foi projetado considerando cenários de operação isolada e conectada, e foi implementado no componente C Block do software PSIM®. Essa abordagem oferece uma estrutura para futuras implementações experimentais em bancada. Os resultados das simulações destacaram a significativa influência dos parâmetros e ganhos das técnicas ativas no comportamento dos sinais de tensão e frequência, tanto em casos de perda de rede não intencional quanto em condições operacionais não nominais. No que diz respeito aos testes de suportabilidade, ficou evidente que as condições idealizadas para a detecção de perda de rede não necessariamente se aplicam, ressaltando a importância de compreender profundamente o funcionamento interno dos inversores e suas técnicas de detecção.Submitted by Katia Abreu (katia.abreu@unioeste.br) on 2024-02-15T11:44:59Z No. of bitstreams: 1 Guilherme_Zat_2023.pdf: 9394965 bytes, checksum: c6a1eee09ed2923e3aa042706d64895c (MD5)Made available in DSpace on 2024-02-15T11:44:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme_Zat_2023.pdf: 9394965 bytes, checksum: c6a1eee09ed2923e3aa042706d64895c (MD5) Previous issue date: 2023-08-31application/pdfpor8774263440366006536500Universidade Estadual do Oeste do ParanáFoz do IguaçuPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e ComputaçãoUNIOESTEBrasilCentro de Engenharias e Ciências Exatashttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessRequisitos de suportabilidadeFunções de proteção anti-ilhamentoControle de inversoresGeração distribuídaAnti-islanding protectionInverter controlDistributed generationRide-through requirementsENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIAAnálise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de redeAnalysis of parameters of a voltage source inverter using active methods in the context of loss of mains and ride-trhough requirementsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1040084669565072649600600600-7734402124082146922546452824502803468reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTEinstname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)instacron:UNIOESTEORIGINALGuilherme_Zat_2023.pdfGuilherme_Zat_2023.pdfapplication/pdf9394965http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/7007/2/Guilherme_Zat_2023.pdfc6a1eee09ed2923e3aa042706d64895cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82165http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/7007/1/license.txtbd3efa91386c1718a7f26a329fdcb468MD51tede/70072024-02-15 08:44:59.432oai:tede.unioeste.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.unioeste.br/PUBhttp://tede.unioeste.br/oai/requestbiblioteca.repositorio@unioeste.bropendoar:2024-02-15T11:44:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)false
dc.title.por.fl_str_mv Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Analysis of parameters of a voltage source inverter using active methods in the context of loss of mains and ride-trhough requirements
title Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
spellingShingle Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
Zat, Guilherme
Requisitos de suportabilidade
Funções de proteção anti-ilhamento
Controle de inversores
Geração distribuída
Anti-islanding protection
Inverter control
Distributed generation
Ride-through requirements
ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
title_short Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
title_full Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
title_fullStr Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
title_full_unstemmed Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
title_sort Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede
author Zat, Guilherme
author_facet Zat, Guilherme
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Motter, Daniel
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2485951756714882
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Aguiar, Cassius Rossi de
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2524525569223640
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Vieira Júnior, José Carlos de Melo
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1047893003118791
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Almeida, Adriano Batista de
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2483742275772291
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1700201571312190
dc.contributor.author.fl_str_mv Zat, Guilherme
contributor_str_mv Motter, Daniel
Aguiar, Cassius Rossi de
Vieira Júnior, José Carlos de Melo
Almeida, Adriano Batista de
dc.subject.por.fl_str_mv Requisitos de suportabilidade
Funções de proteção anti-ilhamento
Controle de inversores
Geração distribuída
Anti-islanding protection
Inverter control
Distributed generation
topic Requisitos de suportabilidade
Funções de proteção anti-ilhamento
Controle de inversores
Geração distribuída
Anti-islanding protection
Inverter control
Distributed generation
Ride-through requirements
ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
dc.subject.eng.fl_str_mv Ride-through requirements
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
description The loss of mains event is an unintentional event in which a portion of the electrical grid becomes isolated, necessitating early detection to prevent damages. On the other hand, it is necessary to ensure that Distributed Generation (DG) remains connected within the operational limits established in current procedures to avoid improper shutdowns. Hence, the analysis of DG behavior based on inverters becomes essential, especially in a scenario with high grid penetration. This study examines a Voltage Source Inverter (VSI) in relation to loss of mains events and tests for ride-through requirements. The analysis comprehends the variation of gains in active islanding detection methods such as Sandia Frequency Shift (SFS) and General Electric Voltage Scheme (GEVS), as well as the variation of parameters in the Phase-Locked Loop (PLL) used for grid synchronization. Simulations were conducted using the PSIM® software, developing a model based on data from a VSI at the UNIOESTE microgrid laboratory. Additionally, the inverter control was designed considering both isolated and connected operation scenarios, and it was implemented in the C Block component of the PSIM® software. This approach provides a structure for future experimental benchtop implementations. The simulation results underscored the significant influence of parameters and gains in active techniques on the behavior of voltage and frequency signals, in both unintentional loss of mains cases and non-nominal operational conditions. Concerning ride-through requirements tests, it became evident that the idealized conditions for loss of mains detection do not necessarily apply, underscoring the importance of a deep understanding of the internal functioning of inverters and their detection techniques.
publishDate 2023
dc.date.issued.fl_str_mv 2023-08-31
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-02-15T11:44:59Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv Zat, Guilherme. Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede. 2023. 94 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu - PR.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://tede.unioeste.br/handle/tede/7007
identifier_str_mv Zat, Guilherme. Análise dos parâmetros de um inversor fonte de tensão empregando técnicas ativas no contexto de perda e suportabilidade de rede. 2023. 94 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu - PR.
url https://tede.unioeste.br/handle/tede/7007
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.program.fl_str_mv -1040084669565072649
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
600
dc.relation.department.fl_str_mv -7734402124082146922
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 546452824502803468
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Foz do Iguaçu
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
dc.publisher.initials.fl_str_mv UNIOESTE
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Engenharias e Ciências Exatas
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Foz do Iguaçu
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
instacron:UNIOESTE
instname_str Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
instacron_str UNIOESTE
institution UNIOESTE
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
bitstream.url.fl_str_mv http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/7007/2/Guilherme_Zat_2023.pdf
http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/7007/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv c6a1eee09ed2923e3aa042706d64895c
bd3efa91386c1718a7f26a329fdcb468
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.repositorio@unioeste.br
_version_ 1851949236930740224