Thesis (MScEng (Electrical and Electronic Engineering))--University of Stellenbosch, 2005. / A switching state substitution must be developed that will make use of both single-phase redundancies and three-phase redundancies in the flying-capacitor topology. Losses should be taken into consideration and the algorithm must be designed for implementation on the existing PEC33 system, with on-board DSP (TMS320VC33) and FPGA (EP1K50QC208). The specific power-electronics application is a medium-voltage active filter. Existing capacitor voltage stabilisation schemes are investigated and a capacitor-voltage based algorithm is developed that is investigated in parallel with the Donzel and Bornard algorithm. Detailed simulation models are built for the evaluation of both existing and the proposed algorithm. Three-phase control is also evaluated. Timing analysis of the proposed algorithm shows that a DSP-only implementation of the proposed capacitor-based solution is not feasible. Detail design of the digital controller hereof is implemented in VHDL. Finally, a four-cell controller is fitted into the FPGA. A scalable hardware sorting architecture is utilised.

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:10:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_ViniciusdeFreitasGomes_M.pdf: 1151425 bytes, checksum: 25421deb7c7d0073c31744365ccb6e53 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os geradores síncronos trifásicos são atualmente os mais utilizados em geração de energia elétrica em grande escala no mundo todo. Na geração de energia elétrica em pequena escala, geralmente como geração distribuída, ligada à rede de distribuição em média tensão ou até mesmo em baixa tensão, eles tem sido muito usados devido à sua principal qualidade que é a de operar em velocidade constante. Entre as suas aplicações em geração distribuída destacam-se aquelas que usam energias renováveis como em médios e pequenos aproveitamentos hidráulicos, em aproveitamentos da biomassa e nos aproveitamentos eólicos. Neste trabalho estuda-se a modelagem do gerador síncrono, estabilidade transitória utilizando os diferentes modelos de representação do gerador síncrono e o seu desempenho dinâmico em algumas situações de operação em geração distribuída com cargas lineares e com cargas não lineares, com e sem o uso de filtragem ativa / Abstract: The three-phase synchronous generators are currently the most used in generating electricity on a large scale worldwide. In generating electricity on a small scale, usually as distributed generation, connected to the distribution network or even medium voltage low voltage, they have been widely used due to its main quality is to operate at constant speed. Among its applications in distributed generation to include those using renewable energy as in medium and small hydroelectric plants, biomass and hydroelectric in the Windmill. This paper studies the modeling of the synchronous generator, transient stability using different models of representation of the synchronous generator and its dynamic performance in some situations of operation distributed generation with linear loads and nonlinear loads, with and without the use of filtering active / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Thesis (PhD)--Macquarie University, Faculty of Science, Dept. of Physics & Engineering, 2008. / "March, 2009". Bibliography: p. 145-158.

Orientador: José Antenor Pomilio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarenga_MarcosBalduinode_D.pdf: 18917931 bytes, checksum: a0630621c255135a8bf5fd49974daea6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Esta tese apresenta contribuições para o emprego de inversor multinível em cascata simétrica como filtro ativo de potência. O balanceamento das tensões nos barramentos CC é feito a partir de informação de um único bit obtido em cada módulo do conversor. O balanceamento é realizado através da postergação ou da supressão dos pulsos e, também, pela organização da ordem de acionamento das chaves semicondutoras de potência. A estratégia de modulação desenvolvida permite também a equalização dos pulsos de chaveamento entre os diversos módulos do inversor e suprime um porcentual de comutações redundantes ou irrelevantes, minimizando as perdas do conversor. Toma-se como parâmetro de qualidade a distorção harmônica decorrente de tais procedimentos. A técnica desenvolvida viabiliza a inserção de células em redundância, o que aumenta a confiabilidade da operação, favorecendo sua aplicação em filtros ativos de potência e dispositivos de condicionamento aplicados em redes de energia elétrica. O controle da corrente do filtro ativo e o controle das tensões nos barramentos CC são executados por dois controladores independentes, cujos projetos são detalhados e equacionados. A estratégia foi avaliada em um protótipo experimental de baixa tensão, constituído de um conversor multinível composto por quatro células simétricas, sendo uma em redundância, comandadas por um microcontrolador. Foram realizadas, também, simulações, considerando um alimentador de distribuição com 22,5 MVA e 13,8 kV. Nas análises dos resultados, são considerados os valores estabelecidos por normas relativas ao limite de harmônicas de corrente / Abstract: The present thesis shows contributions to the use of symmetrical cascaded multilevel inverter as active power filter. The balancing of the voltages on the DC bus is made from a single bit of information obtained in each converter module. Balancing is performed by postponement or suppression pulses and also for organizing the order of activation of the power semiconductor switches. The modulation strategy developed also allows the equalization of switching pulses between different inverter modules and removes a percentage of redundant or irrelevant switching, minimizing the losses of the converter. Taken as the quality parameter was the harmonic distortion resulting from such procedures. The technique developed enables the insertion of cells in redundancy, which increases reliability of the operation, in favor of their use in active power filters and conditioning devices used in power grids. The current control of active filter and control voltages in DC buses are performed by two independent controllers, whose projects are detailed and calculated. The strategy was evaluated in an experimental prototype low-voltage, consisting of a multilevel converter composed of four symmetrical cells, one redundancy, controlled by a microcontroller. It was also performed simulations considering a distribution feeder with 22.5 MVA and 13.8 kV. In the analysis of the results it was taken into account established values by standards for harmonic current limit / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Fujio Sato, Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CaioGomesde_M.pdf: 16585052 bytes, checksum: 61d70f191de8c032a8ab39cdcf8c652c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho trata de dois temas de grande relevância, principalmente nos últimos anos, na área de energia elétrica: a conservação e a qualidade da energia elétrica. Os estudos são baseados em dados de grandezas elétricas coletados por equipamentos de monitoração e gerenciamento de energia instalados em pontos distintos do Campus da Universidade Estadual de Campinas. A conservação de energia elétrica relaciona-se ao seu uso mais eficiente e sem desperdícios, importante por proporcionar um aumento da energia disponível, sem que sejam necessários grandes investimentos em geração, transmissão e distribuição, reduzindo, assim, impactos ambientais. A avaliação deste quesito surge de um projeto piloto, o Projeto Ecogera, cuja finalidade é avaliar a eficiência energética, por meio de um programa de uso racional e da exploração de fontes alternativas de energia elétrica. Aqui é discutido, então, o módulo de conservação de energia, desenvolvido em unidades de consumo com características típicas em relação ao tipo de atividade exercida na universidade, focando na redução de consumo em iluminação. Uma boa qualidade de energia elétrica remete à ausência de variações anormais na tensão, relacionada à continuidade do fornecimento e à forma de onda senoidal da alimentação. Os problemas na qualidade de energia têm se agravado ao longo dos anos, principalmente devido ao aumento das cargas não lineares, à maior sensibilidade dos equipamentos e à grande interconexão da rede elétrica, e podem resultar em má operação ou prejuízo a dispositivos. É dado um maior enfoque nas perturbações na amplitude da tensão e nas distorções na forma de onda, mostrando suas principais causas e meios de contorná-las. No primeiro caso, são registrados transitórios, interrupções, afundamentos e elevações de tensão, feitas as devidas análises, e avaliadas suas influências em equipamentos por meio da Curva ITI (CBEMA), a qual possibilita a determinação de possíveis danos ou falhas nos mesmos. No segundo caso, nos diversos pontos de medição é avaliada a presença de harmônicas, tanto pela análise das formas de onda e de seus conteúdos espectrais como pela taxa de distorção harmônica num período de uma semana. Por fim, são estudadas teorias de potências elétricas trifásicas, em especial a Teoria pq de Potências Instantâneas, importante na aplicação de filtros ativos, cuja função é atenuar as correntes harmônicas geradas por cargas não lineares. Os dados reais medidos das tensões e correntes instantâneas foram submetidos a um programa computacional desenvolvido a partir do modelo matemático de um filtro ativo com compensação paralela e método de compensação baseado na Teoria pq Modificada de Potências Instantâneas, obtendo-se como resposta o desempenho do filtro na eliminação das harmônicas nas correntes vistas pela fonte de alimentação. / Abstract: This work deals with two issues of large relevance, especially in recent years about electric power: energy economy and power quality. The studies are based on data collected by various measurement and energy management instruments at different points in the Campinas State University Campus (Unicamp), in São Paulo State, Brazil. The performance of energy relates to its more efficiently use and without wasting, which is important to increase the amount of available energy, without large investments in generation, transmission and distribution, thereby reducing environmental impacts. A Project has been developed, named Ecogera, whose purpose is to evaluate the energy efficiency, through a program of rational use and development of alternative sources of energy. The module of energy economy is discussed here, developed in units of consumption with typical characteristics for the type of work performed at the university, focusing on the reduction of lighting consumption. A good power quality refers to the absence of abnormal variations in voltage, related to continuity of supply and the sinusoidal waveform of the power supply. The power quality problems have been increased over the years, mainly due to the increase of nonlinear loads, the increased sensitivity of the equipment and the large interconnection of the power networks, and can result in misoperation or damage of the devices. A greater focus is given on the voltage amplitude disturbances and the distortion in the waveform, showing its main causes and means of overcoming them. In the first case transients, interruptions, sags and swells are recorded, adequate analysis are done, and their influence on the equipment are evaluated by the ITI Curve (CBEMA), which enables the determination of possible damage or failures in them. In the second case, the presence of harmonics is evaluated in the various points of measurement, either by the analysis of waveforms and its spectral content or by the total harmonic distortion over a one-week period. Finally, tree-phase electrical power theories are studied, especially the Instantaneous pq Power Theory, which is important in the application of active filters, whose function is to reduce the harmonic currents generated by nonlinear loads. The real measured data of the instantaneous voltages and currents was put in a computacional program developed from the mathematical model of an active filter with parallel compensation and using a compensation method based on the Power Instantaneous Modified pq Theory and its influence seem by the current supply is obtained by the harmonic eliminations. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica