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[en] STATIC AND DYNAMIC SIMULATION OF VOLTAGE CONTROL BY GENERATOR AND SYNCHRONOUS COMPENSATOR / [pt] SIMULAÇÃO ESTÁTICA E DINÂMICA DO CONTROLE DE TENSÃO POR GERADOR E COMPENSADOR SÍNCRONOARMANDO GONCALVES LEITE 17 October 2008 (has links)
[pt] O tema abordado neste trabalho é a observação e análise, em
regime permanente e dinâmico, da ocorrência de um fenômeno
que já foi observado em condições reais de operação do
sistema elétrico brasileiro, que é a relação oposta entre a
tensão de excitação de geradores e compensadores síncronos
e a tensão controlada. Nessas situações, a
capacidade nominal de um gerador / compensador síncrono,
por exemplo, não seria útil para manter a tensão
controlada. Em virtude da relação oposta, um aumento na
excitação da máquina abaixaria a tensão controlada. O
controle automático continuaria agindo, abaixando ainda
mais a tensão. Este mecanismo pode levar o sistema ao
colapso. A abordagem do problema baseou-se na verificação
do comportamento do gerador / compensador como dispositivo
de controle de tensão, em regime permanente e dinâmico,
ante as diversas situações normais de um sistema elétrico,
tais como variações do valor da tensão de referência
(tensão controlada) e de carga. A análise em regime
permanente utilizou um algoritmo de fluxo de carga,
enquanto a análise em regime dinâmico utilizou a simulação
no domínio do tempo. A real existência do fenômeno foi
comprovada através de várias destas análises, mostrando
inclusive a mudança da região de operação em
algumas delas. Em outros casos, os resultados da análise em
regime permanente não coincidiram com os da análise em
regime dinâmico. / [en] The aim of this work is to investigate, in steady state and
dynamic performance, the phenomenon of the opposite
relationship, already observed at real operation conditions
of the Brazilian Electric System, between generators and
synchronous compensators excitation voltage and the
controlled one. In these situations, the generator /
synchronous compensator nominal capacity, for example,
would not be useful to keep the voltage controlled. Due the
opposite relationship, an increase in the excitation
voltage would reduce the controlled voltage. The automatic
control would keep acting and reducing more the voltage.
This mechanism can lead the system to the collapse. The
study of this problem was based in the generator /
compensator behavior as a control voltage device, in steady-
state and dynamic performance, front of several operation
situations of electric power system, like reference voltage
(controlled voltage) variation and load changing. The
steady state analysis used a load flow algorithm, while the
time domain simulation was utilized for the dynamic
performance analysis. The real existence of the phenomenon
was verified through these analyses, emphasizing the
operation region changing in some of them. In other cases,
the analyses results in the steady-state were different of
the dynamic performance results.
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[en] PROJECT AND SIMULATION OF A TEST BENCH FOR STEADY-STATE OPERATION OF A REFRIGERATION SYSTEM / [pt] PROPOSTA E SIMULAÇÃO DE UMA BANCADA DE TESTES DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO OPERANDO EM REGIME PERMANENTECARLOS MARX DA SILVA DE CARVALHO 03 June 2014 (has links)
[pt] O presente trabalho trata do projeto, modelagem e simulação de uma bancada de testes, com a finalidade de mensurar o desempenho de componentes de refrigeração, para ciclos por compressão de vapor. A configuração da bancada foi concebida para oferecer flexibilidade na escolha dos componentes e estabilidade durante a realização dos experimentos. Um modelo matemático foi desenvolvido e implementado a partir da aplicação dos princípios de conservação da massa e energia para cada um dos volumes de controle dos componentes da bancada. A modelagem considera também as equações de troca de calor, propriedades termodinâmicas e modelos físicos dos componentes, para prever condições de operação da bancada operando em regime permanente. Para a modelagem computacional utilizou-se o software EES-Engineering Equation Solver. O modelo resultante também foi utilizado no pré-dimensionamento dos subsistemas da bancada e na simulação de parâmetros característicos, a fim de delimitar a faixa de capacidades, bem como as variáveis de entrada e saída, necessárias ao controle do sistema. O dimensionamento e a seleção dos equipamentos e componentes foram efetuados com base no refrigerante R134a, como fluido de trabalho. No entanto, o modelo é compatível com a utilização de outros refrigerantes, tais como o R22, R407C, R410A, e outras misturas. O trabalho inclui um modelo para simular o comportamento em regime transiente do tanque inercial térmico com o intuito de estudar a estabilidade e o controle do sistema em regime permanente. A simulação demonstrou que a configuração da bancada garantirá estabilidade e reprodutibilidade dos experimentos nas eventuais variações das condições externas, diferindo, portanto, de grande parte dos sistemas de refrigeração convencionais. / [en] The present work deals with the design, modeling and simulation of a test bench used in evaluating the performance of components of vapor compression refrigeration systems. The mathematical model was developed and implemented based on the application of the conservation of mass and energy principles to each of the control volumes, heat transfer equations, thermodynamic properties for refrigerant and water and existing physical models for the system components were also applied. The software EES-Engineering Equation Solver was used as the computational platform. The resulting simulation program was initially used to size the test bench subsystems and to simulate characteristic parameters in order to determine the range of capacities and input and output variables. Refrigerant R-134a was the working substance considered when sizing and choosing system components, but the model can also be used with R22 refrigerants as well as R410A, R407C and others refrigerant mixtures. The work also includes a transient analysis of the thermal inertial tank with focus on the study of the operational control for the system being operated at steady state. The simulation showed that the layout of the test bench will warrant stability and reproducibility of experiments for eventual changes in the external condition, thus differing from typical conventional vapor compression refrigeration systems.
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[en] STATIC AND DYNAMIC SIMULATION FOR GENERATOR VOLTAGE CONTROL / [pt] SIMULAÇÃO ESTÁTICA E DINÂMICA DO CONTROLE DE TENSÃO POR GERADORESLUIS FERNANDO FERREIRA 09 January 2007 (has links)
[pt] O problema tratado nesta dissertação é a relação oposta
entre a tensão de
excitação de geradores e compensadores síncronos e a tensão
controlada,
quando o sistema de transmissão da área encontra-se muito
carregado. Neste
caso, a capacidade nominal de um gerador / compensador não
seria útil para
manter a tensão controlada. Devido à relação oposta, uma
maior excitação da
máquina iria abaixar a tensão controlada. O controle
automático iria continuar
agindo, abaixando ainda mais a tensão. Este mecanismo pode
levar o sistema
ao colapso e foi verificado em ponto de operação real do
sistema brasileiro. Esse
fenômeno ocorre quando a injeção de potência na rede de
transmissão ou
distribuição é elevada. Com o advento da geração
distribuída, co-geração e
produtores independentes, usualmente conectados à rede
existente em níveis de
tensão mais baixas, têm-se observado ocorrências do
fenômeno. O objetivo do
trabalho é então entender melhor as situações operativas
reais que levam à
ocorrência do fenômeno, principalmente quando existem
vários equipamentos de
controle de tensão ao redor do gerador em análise. A
abordagem do problema
baseou-se na verificação do comportamento do gerador /
compensador como
dispositivo de controle de tensão, no domínio do tempo e em
regime
permanente. Avaliaram-se as ações de controle do mesmo a
partir de sete tipos
de análise distintas para pontos de operação na região
normal e anormal da
curva SV. A real existência do fenômeno foi comprovada
através de algumas
destas análises. Porém, conclui-se que nem todas as formas
de análise no
domínio do tempo fazem uma avaliação completa do fenômeno.
Dentre essas,
estão a análise dinâmica agregada e a análise dinâmica
agregada sob influência
dos equipamentos de controle de tensão, que para pontos de
operação na
região anormal da curva SV não responderam em concordância
com os outros
tipos de análise. / [en] The problem addressed in this research is the opposite
relationship
between the , synchronous generator / compensator
excitation voltage and the
controlled voltage when nearby network is heavily loaded.
In this situation, the
nominal capacity of a generator / compensator would not
keep the voltage
controlled. Due to the opposite relationship, the higher
the excitation voltage the
lower is the controlled voltage. So, the automatic control
would continue acting
lowering the voltage. This mechanism, verified in a real
operational point of the
Brazilian Electric System, can lead the system to collapse.
This phenomenon
occurs when the power injection into the network is high.
It is prone to occur in
the new scenario of distributed generation connected to
already existing low
voltage networks. The objective of this work is to
understand the actual operative
situations that lead to the occurrence of the phenomenon,
mainly when there are
several voltage control devices nearby the generator. The
analysis of the problem
was based on the verification of the generator behaviour as
a voltage control
device, in time domain simulation and in steady state. The
control actions were
evaluated from seven different ways for operating points in
the normal and the
abnormal region of the SV curve. The actual existence of
the phenomenon was
proven through some of these analyses. However, some of the
time domain
simulations did not evaluated the phenomenon completely.
Among them, the
aggregated dynamic analysis and the aggregated dynamic
analysis under
influence of other voltage control devices have not got the
expected
responses for the abnormal region of the SV curve, in
comparison with other
analysis.
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