MENEZES, L. M. Projeto inversol - desenvolvimento de uma fonte ininterrupta de energia com possibilidade de uso em sistema fotovoltaico. 216 f. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-17T13:37:00Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_lcmenezes.pdf: 6838994 bytes, checksum: 0618e26e05217675047a41cff761ba75 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T17:43:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_lcmenezes.pdf: 6838994 bytes, checksum: 0618e26e05217675047a41cff761ba75 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T17:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_lcmenezes.pdf: 6838994 bytes, checksum: 0618e26e05217675047a41cff761ba75 (MD5) Previous issue date: 2007-07-06 / The study of the development of initerruptible power supply to be used in a photovoltaic system has as motivation that the wide UPS production scale can reduce the cost of power electronics converters associated with a photovoltaic system. The project proposes a topology of an on-line UPS, with 220 Volts, 60 Hz input/output voltage, 715 VA power, 88% efficiency, High frequency isolation and Power factor correction. The Project consists on a rectifier, it is responsible for providing the input power factor correction and the high frequency isolation. An inverter, it supply the load with a output sinusoidal voltage and a high gain boost converter that increase the voltage from the battery pack up to the inverter. When the project is used in a photovoltaic system, it is only used the inverter and the high gain boost converter. / O estudo para o desenvolvimento de uma fonte ininterrupta de energia com possibilidade de uso em sistema fotovoltaico, tem como motivação que a larga escala da produção desse tipo de equipamento possa reduzir o custo dos conversores de eletrônica de potência associados a uma instalação fotovoltaica. O projeto proporem a união de topologias de conversores, resultando em uma UPS do tipo on-line com tensão de entrada e de saída de 220 Volts 60 Hz, potência total de 715VA, rendimento de 88%, isolada em alta freqüência e com correção do fator de potência na entrada. Sendo composta por um retificador na entrada com topologia de um conversor em ponte completa alimentado em corrente, esse conversor é responsável por prover a correção do fator de potência na entrada e da isolação galvânica em alta freqüência. Um inversor em ponte completa com filtro LC e modulação PWM unipolar, que é capaz de entregar uma tensão senoidal para a carga e um conversor boost de alto ganho que cumpre o papel de elevar a tensão de 24 Volts do banco de baterias para a tensão de 400 Volts do barramento de entrada do inversor. Cada conversor tem seu estudo teórico desenvolvido e ao final após as especificações e dimensionamentos são mostrados os resultados experimentais do protótipo do projeto. Quando o sistema for aproveitado em uma instalação fotovoltaica somente o inversor e o conversor boost de alto ganho são utilizados.

This work presents a study and a comparative analysis of high power single-phase converter applied to power factor correctioii in according to the international standards IEC 61000-3-4 (harmonics limitation) and CISPR 22 (electromagnetic interference limitation) for high power applications. The converters studied were the conventional boost converter, the interleaved boost converter, with two cell operating with a delay angle of 180" between each other, and the dual boost converter. Such converters are used in front-end modules of information technology equipment. AI1 converters have the same input and output voltage and the same input current. The converters were projected to provide the same total input harmonic distortion (THD), with the idea of using the same input filter. Implementation of the control laws was performed through a digital control with the use of a 16 bits microcontroller. A11 converters were, first of all, studied and presented in this dissertation. The analyzed parameters for comparison were: power factor, total harmonic distortion (THD), semiconductor losses and magnetic losses, heat-sinks volume and magnetics volume, conducted electromagnetic interference, performance and costs. / Esse trabalho apresenta um estudo e uma análise comparativa de conversores monofásicos aplicados i correção de fator de potência que estejam de acordo com as normas internacionais IEC 61000-3-4 (limitação de harmônicos) e CISPR 22 (limitação dos níveis de interferência eletromagnética) para aplicações de alta potência. Os conversores estudados foram os conversores Boost, o conversor Boost Intercalado, com duas células operando com uma defasagem de 180" entre si, e o conversor Dual Boost. Tais conversores são utilizados como estágio de entrada em fontes de equipamentos da tecnologia da informação. Todos os conversores apresentam a mesma tensão de entrada e saída, e a mesma corrente de entrada. Os conversores foram projetados para apresentarem a mesma taxa de distorção harmônica da corrente de entrada (THD) para que, dessa forma, todos tenham o mesmo filtro de entrada. A implementação das leis de controle foi realizada através de um controlador digital com o uso de um microcontrolador de 16 bits. Todos os conversores foram primeiramente estudados e são apresentados nesta dissertação. Os parâmetros analisados para a comparação das topologias foram: fator de potência, taxa de distorção harmônica, perdas nos dispositivos semicondutores e magnéticos, volume dos dissipadores e materiais magnéticos, interferência eletromagnética conduzida, eficiência e custos.

Este trabalho propõe um sistema eletrônico de único estágio para acionar LEDs de potência empregando os conceitos Charge-Pump e Valley-Fill. Ambos conceitos estão relacionados a configurações topológicas baseadas na integração de um retificador boost de entrada com um inversor meia onda de saída, caracterizando o sistema de único estágio. A configuração Charge-Pump é utilizada para diminuir a ondulação de corrente dos LEDs. A configuração Valley-Fill é empregada para grampear a tensão de barramento CC em níveis inferiores ao valor de pico da tensão da fonte de entrada durante um longo intervalo de tempo no período da rede de alimentação, mantendo o sistema com elevado fator de potência. Desta forma é possível utilizar capacitores de barramento com valores reduzidos. O princípio de funcionamento do conversor proposto, que em regime permanente inclui três modos de operação, será apresentado e analisado. Uma metodologia de projeto, bem como resultados de simulação também serão apresentados para que se possa verificar as características operacionais do sistema. Neste trabalho será utilizado o comando simétrico em uma frequência de comutação de 67 kHz e 90 kHz. A tensão de alimentação é de 220 V e a carga é composta por 18 LEDs conectados em série com potência total de 47 W. / This work proposes a single stage electronic system to drive power LEDs employing Charge-Pump and Valley-Fill concepts. Both concepts are related to topological configurations based on the integration of an input boost rectifier with an output halfbridge inverter, characterizing the single stage system. The Charge-Pump configuration is used to decrease LEDs' current ripple. The Valley-Fill configuration is used to restrict the DC bus voltage at levels lower than the input source voltage peak value over a long period of time in the source period, keeping a high power-factor system. Thus, it is possible to use bus capacitors with reduced values. The proposed converter operation principle, which in steady-state includes three operation modes, that will be presented and analyzed. A design methodology as well as simulation results will also be presented so that the system operational characteristics can be verified. In this paperwork, the symmetric command will be used at a switching frequency of 67 KHz. The supply voltage is 220 V and the load is composed of 18 LEDs series connected with total power of 47 W.

Este trabalho propõe um sistema eletrônico de único estágio para acionar LEDs de potência empregando os conceitos Charge-Pump e Valley-Fill. Ambos conceitos estão relacionados a configurações topológicas baseadas na integração de um retificador boost de entrada com um inversor meia onda de saída, caracterizando o sistema de único estágio. A configuração Charge-Pump é utilizada para diminuir a ondulação de corrente dos LEDs. A configuração Valley-Fill é empregada para grampear a tensão de barramento CC em níveis inferiores ao valor de pico da tensão da fonte de entrada durante um longo intervalo de tempo no período da rede de alimentação, mantendo o sistema com elevado fator de potência. Desta forma é possível utilizar capacitores de barramento com valores reduzidos. O princípio de funcionamento do conversor proposto, que em regime permanente inclui três modos de operação, será apresentado e analisado. Uma metodologia de projeto, bem como resultados de simulação também serão apresentados para que se possa verificar as características operacionais do sistema. Neste trabalho será utilizado o comando simétrico em uma frequência de comutação de 67 kHz e 90 kHz. A tensão de alimentação é de 220 V e a carga é composta por 18 LEDs conectados em série com potência total de 47 W. / This work proposes a single stage electronic system to drive power LEDs employing Charge-Pump and Valley-Fill concepts. Both concepts are related to topological configurations based on the integration of an input boost rectifier with an output halfbridge inverter, characterizing the single stage system. The Charge-Pump configuration is used to decrease LEDs' current ripple. The Valley-Fill configuration is used to restrict the DC bus voltage at levels lower than the input source voltage peak value over a long period of time in the source period, keeping a high power-factor system. Thus, it is possible to use bus capacitors with reduced values. The proposed converter operation principle, which in steady-state includes three operation modes, that will be presented and analyzed. A design methodology as well as simulation results will also be presented so that the system operational characteristics can be verified. In this paperwork, the symmetric command will be used at a switching frequency of 67 KHz. The supply voltage is 220 V and the load is composed of 18 LEDs series connected with total power of 47 W.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A discussão sobre como a potência em um circuito elétrico pode ser quantificada é muito antiga, sendo tema de discussões e pesquisas desde o século XIX. Entretanto, mesmo com a maturidade que o assunto tem, ainda hoje vários trabalhos são publicados sobre o mesmo. Se não o principal, mas um dos principais motivos do estudo e desenvolvimento de novas teorias sobre potências elétricas é a compensação da parcela não ativa da mesma. A compensação reativa, quando feita corretamente, traz muitos benefícios à operação de um sistema elétrico. Todavia, anteriormente à instalação de elementos compensadores, é importante estudar, além do compensador em si, mas também as características elétricas do sistema onde a compensação será instalada e as cargas que o mesmo alimenta. Uma das características chave, que não pode deixar de ser analisada, é a curva de carga. Redes com variação de curva de carga muito acentuada podem sofrer efeitos colaterais da compensação reativa fixa, que não acompanha a demanda do sistema. Por esse motivo, o presente trabalho se propõe a estudar os compensadores dinâmicos de reativo patenteados pela ITB Equipamentos Elétricos, como uma solução de compensação reativa para circuitos com esse perfil. Neste trabalho são descritas duas modelagens do compensador dinâmico: uma no domínio do tempo e outra no domínio da frequência. A modelagem no domínio do tempo tem como objetivo principal a análise dos transitórios de chaveamento. A segunda modelagem, no domínio da frequência, visa a determinação de um modelo prático para estudos de fluxo de carga e fluxo harmônico, que possam ser utilizada em softwares que realizem tais cálculos. Após a apresentação das modelagens, as mesmas são validadas através de ensaios em equipamentos reais. Finalmente, lançando mão do modelo no domínio da frequência, o compensador dinâmico é avaliado em dois sistemas elétricos: uma rede de distribuição e um sistema industrial. As análises foram feitas em um simulador trifásico de sistemas elétricos, onde foram comparadas a compensação feita de forma dinâmica e fixa. Os resultados mostraram que os compensadores dinâmicos podem ter influência positiva no fator de potência, perdas elétricas, carregamento e regulação de tensão, principalmente em sistemas onde a demanda de potência tem variação acentuada. Outra vantagem da troca dos capacitores fixos pelos compensadores dinâmicos foi a diminuição da distorção harmônica total de tensão e corrente em alguns pontos dos dois circuitos estudados. / The discussion about how an electric power circuit can be quantified is ancient, and has been subject of debate and researches since the 19th century. However, even with the maturity achieved over the time, many works were and still are being published about this theme. One of the most important reasons to study and develop new electric power theories is the compensation of the non-active power portion. The reactive compensation, when done correctly, brings many benefits to a power system’s operation. Nevertheless, before installing compensators, it is important to analyze the electric characteristics of the system where the compensation will be installed and the loads supplied by it. One of the most relevant issue that can't be unconsidered is the load curve. Networks with load curves that present accentuated variation may be hit by some side effects of fixed reactive compensation, that does not follow the system demand. Therefore, this paper analyzes the dynamic reactive compensators, patented by ITB Equipamentos Elétricos, as solution for circuits with this profile. The present paper describes two modelings of the dynamic compensator: the first one made in time domain and the second one, in frequency domain. The time domain modeling aims the study of the switching transients, while the frequency domain aims to determinate a practical model for studies about load and harmonic flows. After the modeling presentations, both models are validated by comparing them to real equipments tests. Finally, using the frequency domain model, the compensator behavior is studied in two electric systems: a distribution network and an industrial plant. Both circuits are implemented in a three-phase power system simulator, where the dynamic compensation is discussed and compared to the ordinary one, using fixed capacitors. The results indicate that the dynamic compensation may have a positive influence on power factor, electric losses, system loading and voltage regulation; especially in systems which the load curve has substantial variation. In addition, the exchange of fixed compensation by the dynamic compensation decreased the voltage and current harmonic distortion at the analysed buses. / Dissertação (Mestrado)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development of a methodology for design of inductor in singlephase PFC boost converters operating in CCM mode in agreement with international standards IEC 61000-3-2 and CISPR 22. Such converters are used in front-end modules of information technology equipment. This methodology is based on the investigation of the relationship among magnetic volume; switching frequency and input current ripple of the converter, presented in previous work and extended to allow the optimization of inductors with three magnetic materials: Kool Mμ, Molypermalloy and High-Flux. An analysis of some constructive characteristics of the inductors is performed, such as, magnetic materials and most appropriate type of winding, taking into account factors that can determine the lowest volume of the inductor, such as winding and magnetic losses, the flux density, and conducted electromagnetic interference (EMI). In construction of the inductors, it is discussed the use of single-layer winding, presenting their main haracteristics, advantages when seeking the reduction of conducted EMI, and considering the disadvantage of increasing of volume that this type winding may cause. An algorithm for this methodology is developed, that uses models able to estimate the differential mode conducted EMI for frequencies up to 30 MHz, as well the temperature rise of boost inductor by simulating the input current of the converter, considering soft saturation characteristics of magnetic materials and the use of commercial cores. Additionally, it is performed an experimental validation of the developed algorithm by construction of prototypes that uses three selected materials and operate at three different points of operation. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de projeto do indutor em conversores boost PFC CCM monofásicos de acordo com as normas internacionais IEC 61000-3-2 e CISPR 22. Tais conversores são utilizados como estágio de entrada em fontes de equipamentos da tecnologia da informação. A metodologia é baseada na investigação da dependência existente entre o volume dos elementos magnéticos com a freqüência de comutação e a ondulação da corrente de entrada nestes conversores. O trabalho dá continuidade a trabalhos anteriores, ampliando a análise para a otimização de indutores de três materiais magnéticos: Kool Mμ, Molypermalloy e High-Flux. É realizada uma análise de algumas características construtivas destes indutores, entre elas, os materiais magnéticos mais apropriados e o tipo de enrolamento utilizado levando-se em consideração fatores que permitem a redução do volume do indutor, como as perdas magnéticas e nos enrolamentos, a densidade de fluxo magnético e a interferência eletromagnética (EMI) conduzida. Na implementação dos indutores, é discutida a utilização de enrolamentos de única camada, apresentando suas principais características, as vantagens de sua utilização quando se busca a redução da EMI conduzida, e considerando-se a desvantagem do aumento de volume do indutor que este tipo de enrolamento pode causar. Um algoritmo é desenvolvido para esta metodologia, no qual são utilizados modelos capazes de estimar a EMI conduzida DM para freqüências de até 30 MHz, assim como a elevação da temperatura do indutor, por meio de uma simulação da corrente de entrada do conversor que considera os efeitos da saturação suave dos materiais magnéticos e a utilização de núcleos com dimensões comerciais. É também realizada a validação experimental deste algoritmo, por meio da construção de protótipos que utilizam indutores dos três materiais escolhidos e operam em três pontos de operação distintos.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-02T16:52:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-02T16:52:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-02T16:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Avaliacaooperacionalefeitos.pdf: 5484311 bytes, checksum: 4583d84683ffeac9822ae43a1e1959f5 (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O tema qualidade de energia elétrica é amplamente pesquisado no meio científico.Diversos fenômenos que afetam a qualidade da energia, e suas consequências, têm sido investigados. Quando se trata de qualidade de energia envolvendo a operação de um sistema fotovoltaico conectado à rede, a preocupação principal é com a operação do inversor, equipamento esse responsável por fazer a interface do gerador fotovoltaico com a rede. A inserção da geração fotovoltaica na rede elétrica requer atenção acerca de certos fatores como a alteração da curva de carga de unidades consumidoras, bem como a elevação nos níveis de tensão, a presença de componentes harmônicas no sinal de corrente da saída do inversor e a variação do fator de potência da unidade consumidora. Este trabalho tem por objetivo realizar testes e avaliar alguns dos aspectos que podem influenciar a qualidade da energia com a inserção de geração fotovoltaica na rede de distribuição, mas também associado com o perfil de demanda do consumidor. Para isso utilizou-se quatro sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR), bem como foi montada uma bancada de testes e aquisição de dados para monitorar a operação desses sistemas. Neste trabalho é possível observar que a operação dos SFCR provoca alterações nos níveis de tensão no ponto de acoplamento comum, bem como a interação SFCR e carga causa alterações no perfil de demanda medido pela rede, implicando em uma distorção harmônica total na corrente (THDi) e FP medidos pelo lado da rede, diferentes dos medidos na carga e na saída do inversor. Observou-se que o SFCR pode contribuir tanto para o aumento como para a redução da THDi vista pela rede elétrica local, onde a maior contribuição para distorção harmônica na corrente entregue pela rede está atrelada ao perfil de demanda da carga. / Power quality has been widely researched. Several phenomena that affect power quality, and its consequences, have been investigated. When the power quality theme involves the operation of a grid-connected photovoltaic system, the main concern is about the operation of the inverter, which is responsible for the interface of the photovoltaic generator with the grid. The introduction of photovoltaic generation in the grid requires attention on certain factors such as changes in the load curve, voltage level, harmonic components in the inverter current and variation on the power factor (PF) of the costumer. This work aims to test and evaluate some aspects that may influence the power quality due to the insertion of photovoltaic generation in the grid, associated whit the load demand. Four grid-connected photovoltaic systems were used to develop this work, as well as a data acquisition bench that was set up to monitor the operation of these systems. In this work it is possible to conclude that the operation of photovoltaic systems causes changes in the voltage level at the point of common coupling. Also, the interaction between photovoltaic systems and loads causes changes in the load profile measured by the side of the grid, causing the total harmonic distortion in the current (THDi) and PF measured at this side to be different from those measured at the loads and photovoltaic sides. It is possible to observe that the grid-connected photovoltaic system can contribute to increase or reduce the THDi seen by the local grid, where the greatest contribution of harmonic distortion in the current delivered by the grid is associated to the demand profile of the load.

Orientador: Antonio Padilha Feltrin / Resumo: As redes elétricas de distribuição em sua maioria apresentam cargas elétricas desequilibradas. Por isso é necessário estudar as potências envolvidas em sistemas trifásicos desequilibrados e a compensação das mesmas. O desequilíbrio aumenta as perdas elétricas e diminui o fator de potência da rede elétrica. Esse trabalho propõe a compensação da potência reativa e do desequilíbrio na rede com a finalidade da diminuição das perdas elétricas e a compensação das componentes de sequência desequilibradas da corrente. A utilização da teoria da potência efetiva em sistemas desequilibrados permite calcular as potências reativas e de desequilíbrio, sendo estas as potências compensadas no método proposto. A teoria da potência efetiva mede a eficiência dos métodos testados. Os objetivos da compensação do desequilíbrio são reduzir as perdas elétricas no neutro e o fator de desequilíbrio da tensão, além da potência de desequilíbrio na rede, potência exclusiva do desequilíbrio e que não realiza trabalho. O método proposto para compensação do desequilíbrio e dos reativos na rede de distribuição a quatro fios consiste na alocação de capacitores em delta ou estrela nas barras trifásicas. O método proposto é comparado com dois métodos existentes na literatura. A comparação entre os métodos permite constatar que o método proposto é mais eficiente na redução do desequilíbrio conjuntamente com a compensação das perdas elétricas. Quanto maior é o desequilíbrio da rede elétrica maior é a vantagem da ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Distribution electrical networks mostly have unbalanced electrical loads. Therefore it is necessary to study the powers involved in unbalanced three-phase systems and their compensation. The unbalance increases the power losses and decreases the power factor of the electrical network. This work proposes the compensation of the reactive power and the unbalance in the network with the purpose of reducing the power losses and the compensation of the unbalanced sequence components of the current. The use of the effective power theory in unbalanced systems allows to calculate the reactive and unbalanced power, these being the powers compensated in the proposed method. Effective power theory measures the efficiency of the methods tested. The objectives of the unbalance compensation are to reduce the power losses in the neutral and the unbalance factor of the voltage, besides the unbalanced power in the network, exclusive power of the unbalance and that do not realize work. The proposed method for unbalance and reactive compensation in the four-wire distribution network consists of the allocation of delta or wye-connected capacitors to the three-phase bus. The proposed method is compared with two methods in the literature. The comparison between the methods allows to verify that the proposed method is more efficient in reducing the unbalance together with the compensation of the power losses. The greater the unbalance in power network, the greater the advantage of the compensation b... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by RAFAEL FERNANDO MARIANO null (mariano.rafael@outlook.com) on 2017-12-21T18:42:51Z No. of bitstreams: 1 Rafael_Dissertação_Digital_Revisao_FINAL.pdf: 2427309 bytes, checksum: 032f6de48703baf01dc996ef0b00e063 (MD5) / Approved for entry into archive by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br) on 2017-12-22T10:58:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mariano_rf_me_bauru.pdf: 2366747 bytes, checksum: cbc5abe78e5f08900855037b7bf5458b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-22T10:58:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mariano_rf_me_bauru.pdf: 2366747 bytes, checksum: cbc5abe78e5f08900855037b7bf5458b (MD5) Previous issue date: 2017-10-31 / A preocupação com a qualidade da energia elétrica, seu uso e técnicas para redução de perdas elétrica não é mais uma tendência e sim uma necessidade, pois, tem se entendido que a energia elétrica é um bem comum e não deve ser desperdiçada. Nesse contexto, estratégias para controlar o nível de tensão e o fator de potência vêm sendo tratadas, com o objetivo de aprimorar o controle dessas variáveis. Este trabalho apresenta uma estratégia de controle integrado de regulação de tensão e do fator de potência para um sistema de distribuição de energia elétrica usando uma rede de comunicação sem fio. A estratégia de controle proposta consiste em uma rede de comunicação entre os dispositivos designados para operarem reguladores de tensão, transformadores com comutadores sob carga e banco de capacitores, concentrando as informações em um único dispositivo capaz de definir a operação dos demais dispositivos alocados no sistema, sendo a concentração das informações feita localmente, sem a necessidade de um sistema de controle centralizado, permitindo uma simplificação e uma redução significativa de custo para implementação de uma solução de controle integrado de tensão e do fator de potência. A estratégia de controle proposta foi modelada no ambiente Matlab®/Simulink® e a rede de comunicação na ferramenta TrueTime. O estudo apresenta uma comparação entre a estratégia proposta e o método de controle tradicional, abordando aspectos relacionados a qualidade de energia elétrica entregue, demanda de energia em horários de alto consumo e perdas elétricas no sistema simulado. Os resultados mostram que a estratégia de controle local integrado de tensão e fator de potência permite a aplicação de banco de capacitores a jusante de reguladores de tensão sem impactar a qualidade de energia elétrica, ainda permite a técnica de redução de tensão com o intuito de reduzir a demanda de energia principalmente em horários de pico de consumo. E por fim apresenta uma redução de perdas elétricas de quase 4%, comparado com a estratégia de controle tradicional. / The issue about power quality, its rational use, and techniques to reduce electrical losses in the distribution systems is not anymore a trend but a necessity, due to, a understanding that the electricity is a common good, then, should not be wasted. Based on this context, strategies have been studying to control the voltage and power factor with the objective to improve the control of this variables. This work presents an integrated control for voltage and power factor strategy to distribution systems using a wireless network. The purposed strategy allows a communication between the devices designed to operate voltage regulators, on load transformers tap changers, and capacitors bank, concentrating all information in only one device, which is able to define the operation of others, being the concentration information made locally, without a necessity of the a centralize system, simplifying and reducing costs related the implementation of an integrated control for voltage and power factor. The strategy presented was modeled in the Matlab®/Simulink® and the communication network using the TrueTime toolbox. The study presents a comparison between the traditional strategy and the purposed, analyzing the power quality delivered, power demand in peak time, and electrical losses in the system. The results shows that the integrated control for voltage and power factor strategy allows the use of capacitors bank downstream of voltage regulators without any impact in the power quality supplied, besides that, it is possible to reduce the power demand lowering the voltage using the conservative voltage reduction function, to finish a reducing in electrical losses about 4% is achieved with the strategy purposed when compared with the traditional.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-14Bitstream added on 2014-06-13T20:00:55Z : No. of bitstreams: 1 melo_ga_dr_ilha.pdf: 5228605 bytes, checksum: 52731e96bb6ac0861b1e6187109bafa8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta tese apresenta o desenvolvimento e os principais resultados para um retificador monofásico pré-regulador ”boost” para aplicação em sistema trólebus, possibilitando sua alimentação em corrente alternada (CA) ou em corrente contínua (CC), mantendose o sistema tradicional de distribuição da alimentação a dois fios. A estrutura proposta é composta por um retificador monofásico convencional, conectado a um conversor “boost” entrelaçado com cinco células, operando no modo de condução descontínua (MCD), reduzindo as perdas de comutação no diodo “boost”, interferências eletromagnéticas (EMI - electromagnetic interference) e propiciando o controle de forma simples, robusta e confiável para a estrutura. Além disso, devido às características das linhas de distribuição, a estrutura proposta pode atuar como conversor CA para CC ou CC para CC, fornecendo nível de tensão dentro da faixa adequada para o barramento CC. Quando alimentado pelo sistema em CA monofásico, o conversor propicia elevado fator de potência com reduzida distorção harmônica total de corrente (DHTi), atendendo plenamente às restrições da norma internacional IEC 61000-3-4. Adicionalmente, uma técnica de correção para a corrente de entrada, utilizando referência da tensão de entrada, é utilizada para garantir os baixos níveis de distorção harmônica, uma vez que a operação do pré-regulador retificador “boost” entrelaçado em MCD ocorre com reduzido ganho estático. Para a implementação do controle da regulação de tensão e correção da corrente de entrada, é empregado um dispositivo FPGA (field programmable gate array) utilizando linguagem de descrição de hardware (VHDL - verilog hardware description language). Utilizando o mesmo dispositivo FPGA, foi desenvolvido um controle de gerenciamento da operação, promovendo a comutação automática quando... / This thesis presents the development and experimental analysis of a special input stage converter for a Trolleybus type vehicle allowing its operation in AC (two wires, singlephase) or DC distribution networks. The proposed input stage architecture is composed by a conventional single-phase rectifier connected with a five interleaved boost rectifiers operating in discontinuous conduction mode (DCM), avoiding commutation boost diode losses, electromagnetic interference (EMI) and promoting simple control actions, robustness and reliability for the structure. Furthermore, due to the power lines characteristics, the proposed input power structure can act as AC to DC or as DC to DC converter providing a proper DC output voltage range required to the DC bus. When operating as AC to DC, the converter is capable to provide high power factor with reduced input current harmonic distortion, complying with the imposed restrictions by IEC 61000-3-4 standard. In addition, a special input current correction technique, using input voltage reference, is employed in order to achieve low harmonic distortions considering operation with low voltage static gain for the DCM interleaved boost rectifier pre-regulator. For implementation of the output voltage control and input current correction was used a field programmable gate array (FPGA) device with verilog hardware description language (VHDL). In addition using the same FPGA device, a management control system was implemented, promoting the required automatic operation changes when the vehicle is commuted from the DC power supply to the AC power supply and viceversa, keeping the original electrical DC bus characteristics for the trolleybus. After a brief review, a development work process is presented, containing the design methodology with all needed mathematical expressions, simulations, control circuits, as well as a 3D Computer-Aided Designs... (Complete abstract click electronic access below)