Submitted by Amanda Freitas (amanda.freitas@ufpe.br) on 2015-04-17T13:58:39Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Luíz Guilherme genu.pdf: 8837389 bytes, checksum: 650bbff12b58d6c9c991456d669dd54f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T13:58:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Luíz Guilherme genu.pdf: 8837389 bytes, checksum: 650bbff12b58d6c9c991456d669dd54f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-07-29 / CNPq / Equipamentos sensíveis e cargas não-lineares estão fortemente presentes nos setores industriais/comerciais e no ambiente doméstico. Por isso, ocorrências que afetam hoje o fornecimento de energia elétrica, tornaram-se inaceitáveis. Entre os muitos problemas relacionados à qualidade de energia elétrica, a circulação de correntes harmônicas na rede elétrica sempre esteve em lugar de destaque. O presente trabalho apresenta duas topologias de filtros híbridos de potência que misturam filtros ativos de baixa potência com filtros passivos. Com isso, estas soluções tornam-se mais atrativas em termos econômicos se comparadas com os filtros ativos puros e apresentem melhor desempenho em relação às soluções passivas puras. As soluções apresentadas são ambas derivadas do inversor Nove- Chaves com o objetivo de apresentar uma capacidade de compensação superior as estruturas já existentes na literatura. As duas topologias foram avaliadas tanto por meio de simulações como por meio de um protótipo conectado à rede elétrica.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6905_1.pdf: 3885661 bytes, checksum: fcd58f562637e148348d35d8394e2d26 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / O presente trabalho apresenta uma nova topologia para sistemas de geração fotovoltaicos conectados à rede elétrica. Essa nova topologia agrega funcionalidades adicionais aos sistemas fotovoltaicos buscando melhorar a qualidade da energia no ponto de instalação do sistema. São apresentados aspectos gerais sobre a geração fotovoltaica e dois dos principais métodos de rastreamento do ponto de máxima potência (Perturba e Observa e Condutância Incremental ) são estudados. Uma metodologia para definição dos parâmetros do método Condutância Incremental é definida. Duas teorias para determinação dos sinais de compensação de corrente e tensão são discutidas: a teoria de potência instantânea e a teoria baseada em um sistema de eixos dq ortogonais girando a velocidade síncrona. O modelo matemático completo do sistema é feito em referencial dq para elaboração das estratégias de controle. Resultados de simulação e experimentais do sistema são apresentados e discutidos

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5333_1.pdf: 5975151 bytes, checksum: a0dfbf361d19c89d9fdc6a78bddeeaec (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Controle orientado pela tensão é uma das técnicas mais usadas para operação e controle de qualquer equipamento conectado à rede elétrica através de um conversor eletrônico CC-CA, tais como, sistemas de geração de energia distribuída, sistemas de energia ininterrupta e filtros ativos. Por isso, a estimação rápida e precisa do ângulo de fase e por vezes da magnitude instantânea do vetor tensão de seqüência positiva na freqüência fundamental de uma rede elétrica é essencial para atingir bons desempenhos no controle daqueles sistemas. Então, o presente trabalho apresenta uma abordagem dos principais métodos de detecção existentes mostrando as virtudes e deficiências dos mesmos. Outrossim, um novo método é concebido nesta dissertação e comparado com os demais. A sua funcionalidade é corroborada por meio de simulações e experimentos. Salienta-se que o enfoque é dado às técnicas empregadas em sistemas elétricos trifásicos

Submitted by Amanda Freitas (amanda.freitas@ufpe.br) on 2015-04-17T14:12:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Maherbson.pdf: 9968972 bytes, checksum: 71c26006fa690c2b93bc763f7809c314 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:12:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Maherbson.pdf: 9968972 bytes, checksum: 71c26006fa690c2b93bc763f7809c314 (MD5) Previous issue date: 2013-04-26 / Este trabalho apresenta uma nova técnica de controle de grandezas trifásicas capaz de fazê-las seguir uma referência trifásica de ordem harmônica e sequência especificas. A proposta foi motivada pela necessidade de impor correntes distorcidas e desbalanceadas em filtros ativos trifásicos, mas pode ser aplicada no controle de outras grandezas trifásicas. O controlador proposto é baseado na transformada de Fourier de vetores espaciais (Space Vector Fourier Transform - SVFT) de onde é retirada a propriedade de seguimento rápido e preciso de um sinal trifásico de ordem harmônica e sequência específicas. As principais vantagens da técnica de controle proposta são: sua inerente característica discreta, não incorrendo em problemas devido à discretização; sua seletividade no que diz respeito às componentes que se deseja controlar; o baixo esforço computacional requerido por sua implementação recursiva e ainda a possibilidade de se controlar várias componentes harmônicas com o mesmo controlador. Algumas teorias de potência e estratégias de compensação de distúrbios para filtros ativos de corrente são estudadas, sendo uma delas escolhida para que a técnica de controle de corrente seja utilizada adequadamente. Para validar a técnica de controle, resultados de simulação e experimentais são apresentados.

Este trabalho tem como principal objetivo apresentar um estudo, uma modelagem e uma simulação de um inversor de comutação suave para aplicação em um filtro ativo para instalações de baixa e média potência. Inicialmente apresenta uma revisão bibliográfica sobre inversores de comutação suave, onde os mesmos são classificados em função do local onde o circuito auxiliar de comutação suave está inserido, gerando três classificações básicas: comutação de linha, comutação de carga e comutação de chave. Três processos de comutação suave são apresentados: comutação em zero de tensão, comutação em zero de corrente e comutação em zero de corrente e zero de tensão. Dentro deste contexto apresentam-se as diversas topologias de inversores de comutação suave. Uma análise de comutação de um inversor em um filtro ativo monofásico é apresentada e o inversor ZCT com duas chaves auxiliares é selecionado para ser aplicado no referido filtro. Uma modelagem completa do inversor ZCT com duas chaves auxiliares é apresentada e corroborada pela comparação dos resultados de simulação obtidos a partir do modelo teórico com os resultados obtidos por meio de simulações realizadas no SPICE. A Modelagem do inversor ZCT com duas chaves auxiliares culmina em uma nova metodologia de projeto, onde é possível determinar com grande exatidão a máxima corrente de carga para a qual o inversor ainda opera no modo ZCT. Diversas simulações realizadas no Simulink/Matlab e no SPICE comprovam as comutações suaves em zero de corrente nas chaves do inversor e também o desempenho dinâmico do mesmo quando operando em um filtro ativo paralelo. / This work shows the study, the selection and the analysis of a soft-switched inverter for an ac single-phase active power filter. For this, various topologies of the soft-switched inverters are classified based upon the location of the auxiliary circuit and the topology that achieves the goals for application in the active power filter is selected. Three commutation processes are presented: zero voltage switching (ZVS), zero current switching (ZCS) and zero current and zero voltage switching (ZCZVS). The ZCT inverter with 2 auxiliaries switches is selected for the application in an ac single-phase active power filter: this topology reduces the turn-on losses and practically eliminates the turn-off losses of all IGBTs of the inverter. Some new guidelines to project the ZCT inverter with 2 auxiliaries switches are presented, achieving an accurate calculation of the maximum load current for operation in ZCT. The results of the simulation from Simulink/Matlab and SPICE prove some goals of the ZCT inverter: the ZCT inverter with 2 auxiliaries switches reduces the total losses when compared with the hard-commutation inverter and the dynamic performance of the ZCT inverter applied in an ac single-phase active power filter is showed.

É cada vez maior a preocupação com a qualidade da energia elétrica tanto do ponto de vista do consumidor quanto da concessionária. Um dos grandes problemas encontrados é o desequilíbrio de correntes trifásicas devido à utilização de cargas monofásicas, bifásicas ou trifásicas desequilibradas em sistemas trifásicos de potência. Para eliminar esse desequilíbrio é necessária a identificação da parcela de corrente de seqüência negativa presente no sistema e sua eliminação. A injeção das correntes de compensação via conversores estáticos operando em PWM (Pulse Width Modulation) é uma das soluções aplicadas. Esta solução exige o cálculo em tempo real da componente instantânea de seqüência negativa, que será utilizada para a obtenção da referência de corrente do conversor. Neste trabalho, alguns dos métodos mais conhecidos para a determinação das correntes de referências são agrupados segundo suas características comuns e suas notações são uniformizadas. Estes métodos são simulados e comparados segundo suas características a partir de resultados obtidos via simulação numérica utilizando o software MATLAB (Simulink-Power System Blockset). Um novo método é proposto para a extração em tempo real da componente da corrente de seqüência negativa, apresentando um bom desempenho em comparação com os outros métodos. O desempenho de um compensador completo é verificado via simulação numérica, utilizando-se um conversor do tipo fonte de tensão operando em PWM, incluindo as malhas de controle de corrente do lado CA e da tensão no barramento CC. As metodologias do projeto do conversor (indutor CA e capacitor CC) e das malhas de controle (rastreamento da corrente CA e regulação da tensão CC) são apresentadas. / The concern with the power quality is great, not only from the consumer\'s point of view but also from the utilities point of view. One of the most common problems is the unbalanced three-phase currents due to the use of single-phase loads, two-phase loads or unbalanced three-phase loads in three-phase power systems. In order to eliminate this unbalance it is necessary to identify the negative sequence components of the load current and to eliminate it. The injection of the compensating currents by means of static converters using PWM (Pulse Width Modulation) is one possible solution. This solution needs an algorithm for the real time extraction of the negative sequence component that will be used for generating the reference current for the converter. In this work, well-known methods for determination of the reference currents are organized and explained according to their common characteristics. All the methods have their simbology unified and their performance are compared based on simulation results. A new method, faster than the existing ones, is proposed. It is fully simulated using a voltage source converter operating with PWM. Design methodologies are proposed for the converter (AC inductor, DC capacitor) and for the control loops (AC current tracking and DC voltages regulation).

É cada vez maior a preocupação com a qualidade da energia elétrica tanto do ponto de vista do consumidor quanto da concessionária. Um dos grandes problemas encontrados é o desequilíbrio de correntes trifásicas devido à utilização de cargas monofásicas, bifásicas ou trifásicas desequilibradas em sistemas trifásicos de potência. Para eliminar esse desequilíbrio é necessária a identificação da parcela de corrente de seqüência negativa presente no sistema e sua eliminação. A injeção das correntes de compensação via conversores estáticos operando em PWM (Pulse Width Modulation) é uma das soluções aplicadas. Esta solução exige o cálculo em tempo real da componente instantânea de seqüência negativa, que será utilizada para a obtenção da referência de corrente do conversor. Neste trabalho, alguns dos métodos mais conhecidos para a determinação das correntes de referências são agrupados segundo suas características comuns e suas notações são uniformizadas. Estes métodos são simulados e comparados segundo suas características a partir de resultados obtidos via simulação numérica utilizando o software MATLAB (Simulink-Power System Blockset). Um novo método é proposto para a extração em tempo real da componente da corrente de seqüência negativa, apresentando um bom desempenho em comparação com os outros métodos. O desempenho de um compensador completo é verificado via simulação numérica, utilizando-se um conversor do tipo fonte de tensão operando em PWM, incluindo as malhas de controle de corrente do lado CA e da tensão no barramento CC. As metodologias do projeto do conversor (indutor CA e capacitor CC) e das malhas de controle (rastreamento da corrente CA e regulação da tensão CC) são apresentadas. / The concern with the power quality is great, not only from the consumer\'s point of view but also from the utilities point of view. One of the most common problems is the unbalanced three-phase currents due to the use of single-phase loads, two-phase loads or unbalanced three-phase loads in three-phase power systems. In order to eliminate this unbalance it is necessary to identify the negative sequence components of the load current and to eliminate it. The injection of the compensating currents by means of static converters using PWM (Pulse Width Modulation) is one possible solution. This solution needs an algorithm for the real time extraction of the negative sequence component that will be used for generating the reference current for the converter. In this work, well-known methods for determination of the reference currents are organized and explained according to their common characteristics. All the methods have their simbology unified and their performance are compared based on simulation results. A new method, faster than the existing ones, is proposed. It is fully simulated using a voltage source converter operating with PWM. Design methodologies are proposed for the converter (AC inductor, DC capacitor) and for the control loops (AC current tracking and DC voltages regulation).

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8972_1.pdf: 8899967 bytes, checksum: 52c9ca9c9a6d1c5bc0fa2bbf2a62cebe (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O desenvolvimento da indústria de dispositivos eletrônicos de potência observado nas últimas décadas beneficiou a proliferação de cargas não lineares, tais como forno elétrico, fontes de alimentação chaveada, reguladores de tensão e retificadores. Essas cargas não lineares absorvem correntes distorcidas e dessa maneira "poluem"a rede elétrica com harmônicos. A circulação de harmônicos nos sistemas de potência representa um grande problema na qualidade de energia elétrica. Esses harmônicos distorcem as tensões de alimentação, aumentam as perdas nos sistemas elétricos e podem provocar problemas de ressonâncias e mau funcionamento de vários equipamentos eletroeletrônicos. Os prejuízos econômicos provocados por harmônicos são enormes e a questão da qualidade de energia elétrica entregue aos consumidores finais é motivo de grande preocupação. Essa dissertação aborda o inversor de três níveis com função de filtro ativo paralelo. O princípio de funcionamento do filtro, a técnica de modulação escolhida, as correntes na saída do inversor e o controle da tensão no ponto central dos capacitores são discutidos nessa dissertação. Também são apresentadas duas técnicas para obter as correntes de referência de controle do filtro, sendo feitas comparações por simulação. Além disso, é realizado um estudo comparativo das técnicas de controle de corrente para o filtro ativo paralelo trifásico. A comparação é feita em termos de conteúdo harmônico, esforço computacional e dificuldade de implementação

OLIVINDO, J. A. S. Filtro ativo de potência paralelo aplicado à melhoria da qualidade de energia em sistemas de geração distribuída. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Campus Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2017. / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-06-05T19:49:55Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_jasolivindo.pdf: 5102963 bytes, checksum: b43a5f58471c5c55c1f651eb0fb88b89 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Márcia Sousa (marciasousa@ufc.br) on 2017-06-19T13:36:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_jasolivindo.pdf: 5102963 bytes, checksum: b43a5f58471c5c55c1f651eb0fb88b89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T13:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_jasolivindo.pdf: 5102963 bytes, checksum: b43a5f58471c5c55c1f651eb0fb88b89 (MD5) Previous issue date: 2017-05 / This work presents an application of a shunt active power filter (SAPF) for energy quality improvement of a power system composed of nonlinear loads and distributed wind generation. The SAPF control is performed without harmonic detection schemes and with application of linear quadratic regulators with integral action. The performance of the SAPF is evaluated by the grid current total harmonic distortions and the power factor at the point of common coupling of the power system. The analysis of non-active powers compensation is based on the instantaneous power theory concepts. Indirect control is used, with measurements on the power grid currents and voltages, and DC bus voltage of the SAPF, therefore, it is not necessary measurements in the load, active filter or distributed generation. The validation of the control strategy is done through computational simulations implemented in the PSCAD®/EMTDCTM software. / Este trabalho apresenta a aplicação de um filtro ativo de potência paralelo (FAPP) para a melhoria da qualidade da energia de um sistema elétrico de potência composto por cargas não-lineares e geração eólica distribuída. O controle do FAPP é realizado sem esquemas de detecção de harmônicos e com a aplicação de reguladores linear-quadráticos com ação integral. O desempenho do FAPP é avaliado a partir da distorção harmônica total da corrente da rede e do fator de potência no ponto de acoplamento comum do sistema de elétrico. A análise da compensação das potências não ativas se baseia nos conceitos da teoria da potência instantânea. Utiliza-se controle indireto, com medições sobre as correntes e tensões na rede elétrica, e tensão no barramento CC do FAPP não sendo necessário, portanto, medidas sobre a carga, o filtro ativo ou a geração distribuída. A validação da estratégia de controle é realizada através de simulações computacionais implementadas no software PSCAD®/EMTDCTM.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This works presents a Robust Variable Structure Model Reference Adaptive Control scheme denoted VS RMRAC. In this adaptive control strategy, each parameter of the control law is obtained by the sum of two other adaptive terms. One of them is associated with the RMRAC algorithm, while the other is composed of an adaptive gain rated by an approximated sign function, being associated with the VS controller. The conventional RMRAC has the property of robustness with respect to certain types of unmodeled dynamics, while the conventional VS improves the system performance and can use certain information about the plant uncertainties to attain a sliding surface and invariance of the states of the closed loop plant with respect to these uncertainties. The main motivation for combining the RMRAC and VS schemes is to obtain an adaptive control strategy with composite properties, namely, robustness and fast response, which are conflicting each other in conventional adaptive algorithms. The method of combination was already proposed in the literature, however, unlike the original proposal, the adaptation laws are modified to cope with the effect of the unmodeled dynamics, which are by hypothesis, of multiplicative and additive types. The modification includes normalization for robustness with respect to such dynamics. For the discrete time case it is also necessary a modification on the error equation for causality of the adaptive algorithm. This modification implies a suitable adaptive algorithm, designed according to the Gradient approach. The stability proofs are stated for the continuous time case, as well as for the discrete time case. The performance of the overall controller can be verified quantitatively, from the analysis of the robust stability, as well as qualitatively, from simulations and analysis of experimental results. Regarding to the last, the performance of the RMRAC and VS RMRAC algorithms are tested for the current control of an Active Power Filter connected in parallel with the grid. Once the filter is connected to the grid, its is subject to parametric uncertainties, unmodeled dynamics and disturbances. Besides, the references for the compensation currents are complex waveforms, including several harmonic components of low order. For these reasons, stability and performance are mandatory in applications of Active Power Filters and this system was elected to experimentally test the performance of the VS RMRAC adaptive algorithm. / Este trabalho apresenta um Controle Adaptativo Robusto de Estrutura Variável por Modelo de Referência denotado VS RMRAC (do inglês, Variable Structure Robust Model Reference Adaptive Control ). Para obter esta estratégia de controle adaptativa, cada parâmetro da lei de controle é obtido pela soma the duas outras parcelas adaptativas. Uma delas é associada ao algoritmo de controle RMRAC, enquanto a outra é composta de um ganho adaptativo multiplicando uma função sinal aproximada, e é relacionada com o controlador VS. O RMRAC convencional tem a propriedade de robustez com respeito a determinada classe de dinâmicas não modeladas, enquanto que o VS convencional possui rápida resposta e pode ser projetado para garantir a invariância dos estados da planta em malha fechada, a partir do conhecimento de determinados limites de incerteza da planta. Deste modo, a principal motivação da combinação é obter um controlador adaptativo com propriedades de ambos os esquemas de controle, ou seja, robustez e rápida resposta, que são conflitantes entre si em algoritmos adaptativos convencionais. O método de combinação utilizado já havia sido proposto na literatura, porém, diferentemente da proposta original, as leis de adaptação são modificadas para considerar o efeito das dinâmicas não modeladas, que são por hipótese, dos tipos multiplicativa e aditiva. A modificação para robustez com respeito as dinâmicas não modeladas utiliza normalização da entrada da lei de adaptação. Para o caso discreto, é também necessária uma modificação na equação do erro para tornar o algoritmo de controle causal. Esta modificação implica num algoritmo adaptativo que é projetado com base no método Gradiente. As provas de estabilidade são desenvolvidas para os casos contínuo e discreto. O desempenho do controlador pode ser verificado quantitativamente, a partir da análise da estabilidade robusta, ou qualitativamente, a partir de resultados experimentais. Com relação a este último, o desempenho dos algoritmos de controle RMRAC e VS RMRAC são testados para o controle de corrente de um Filtro Ativo de Potência conectado em paralelo na rede elétrica. Deste modo, este é um sistema sujeito à variações paramétricas, dinâmicas não modeladas e distúrbios. Além disso, as referências de corrente de compensação são formas de onda complexas, incluindo várias componentes harmônicas resultantes do processo de comutação de cargas não lineares. Por estas razões, estabilidade e desempenho são características necessárias em aplicações de Filtros Ativos de Potência a este sistema foi escolhido para a verificação experimental do algoritmo de controle VS RMRAC.