Controle direto da tensão de rotor de um gerador de indução duplamente alimentado por meio de um processo de otimização restrito em tempo real

dc.contributor.advisorMedeiros Júnior, Manoel Firmino de
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4960078797028638pt_BR
dc.contributor.authorMedeiros, Arthur Salgado de
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6517337135345735pt_BR
dc.contributor.referees1Oliveira, José Tavares de
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0617813879678041pt_BR
dc.contributor.referees2Nunes, Marcus Vinicius Alves
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9533143193581447pt_BR
dc.contributor.referees3Pinheiro, Ricardo Ferreira
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4890839733220743pt_BR
dc.contributor.referees4Ramos, Thales Augusto de Oliveira
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8044161200486695pt_BR
dc.contributor.referees5Bezerra, Ubiratan Holanda
dc.contributor.referees5IDpt_BR
dc.contributor.referees5Latteshttp://lattes.cnpq.br/6542769654042813pt_BR
dc.date.accessioned2021-06-22T16:25:15Z
dc.date.available2021-06-22T16:25:15Z
dc.date.issued2020-10-30
dc.description.abstractGlobal changes in search of sustainability are important factors for the evolution of the use of renewable energy sources. The development of research that proposes different technologies to improve the efficiency and quality of the energy generated by wind turbines is increasingly encouraged, due to its increasing participation in the energy matrices of many countries. Updating the grid codes becomes necessary, so that they adapt to the unpredictability of generation through this type of energy source. The wind energy conversion systems that use the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) have advantages such as reduced mechanical load, simpler picth control, wide active and reactive power control and smaller power converters, which put it ahead of other wind turbine topologies. This Thesis aims to present and demonstrate the feasibility of using a new approach on voltage, active and reactive power and power factor controls through direct control of the voltage applied to the DFIG rotor, by the rotor side converter. A system of equations derived from the equivalent circuit is adopted to represent the desired operating point of the generator, and the solution of this system defines the values of the rotor supply voltage coordinates, in steady state. A new control strategy is proposed to reach the rotor voltage reference values, without violating the limits existing in other variables. This strategy is defined so that the speed of evolution of the voltage applied to the rotor is governed by the dynamic evolution of the mechanical speed of the rotor, solving an restricted optimization process in real time. The optimization process was formulated to minimize the time of convergence of the rotor speed, restricting transitory variations in the net power generated, in order to accelerate the machine without exceeding the rated current limits. Angular velocity, rotor currents and magnetizing inductance are estimated in real time. In addition, a method for defining the pitch angle and the reference rotor speed is proposed, using the Newton-Raphson numerical solution method.pt_BR
dc.description.resumoAs mudanças globais em busca de sustentabilidade, são fatores importantes para a evolução do uso das fontes renováveis de energia. O desenvolvimento de pesquisas que propõem diferentes tecnologias para melhorar a eficiência e a qualidade da energia gerada por turbinas eólicas são cada vez mais incentivadas, devido à sua crescente participação nas matrizes energéticas de muitos países. A atualização dos códigos de rede torna-se necessária, para que se adaptem à imprevisibilidade da geração por meio desse tipo de fonte energética. Os sistemas de conversão de energia eólica que utilizam o Gerador de Indução Duplamente Alimentado (do inglês, Doubly Fed Induction Generator – DFIG) possuem vantagens como redução da carga mecânica, controle de picth mais simples, amplo controle de potência ativa e reativa e conversores de menor potência, que o colocam à frente de outras topologias de turbinas eólicas. Esta Tese tem o objetivo de apresentar e demonstrar a viabilidade da utilização de uma nova abordagem sobre os controles de tensão, potência ativa e reativa e fator de potência por meio do controle direto da tensão aplicada ao rotor do DFIG, pelo conversor do lado do rotor. Um sistema de equações derivado do circuito equivalente é adotado para representar o ponto de operação desejado do gerador, e a solução desse sistema define os valores das coordenadas de tensão de alimentação do rotor, em regime permanente. Uma nova estratégia de controle é proposta para alcançar os valores de referência de tensão do rotor, sem violar os limites existentes em outras variáveis. Essa estratégia é definida de forma que a velocidade de evolução da tensão aplicada ao rotor seja governada pela evolução dinâmica da velocidade mecânica do rotor, resolvendo um processo de otimização restrito em tempo real. O processo de otimização foi formulado para minimizar o tempo de convergência da velocidade do rotor, restringindo variações transitórias na potência líquida gerada, de forma a acelerar a máquina sem ultrapassar os limites nominais de corrente. A velocidade angular, as correntes do rotor e a indutância de magnetização são estimadas em tempo real. Além disso, é proposto um método para definição do ângulo de passo e da velocidade de referência, utilizando o método de solução numérica de Newton-Raphson.pt_BR
dc.identifier.citationMEDEIROS, Arthur Salgado de. Controle direto da tensão de rotor de um gerador de indução duplamente alimentado por meio de um processo de otimização restrito em tempo real. 2020. 115f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32750
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectGerador de indução duplamente alimentadopt_BR
dc.subjectDFIGpt_BR
dc.subjectOtimização não linear restritapt_BR
dc.subjectControle direto de tensão de rotorpt_BR
dc.titleControle direto da tensão de rotor de um gerador de indução duplamente alimentado por meio de um processo de otimização restrito em tempo realpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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