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Instalação fotovoltaica conectada à rede : estudo experimental para a otimização do fator de dimensionamento

Dias, João Batista January 2006 (has links)
Este trabalho apresenta a montagem de uma instalação fotovoltaica de 4,8 kWp conectada à rede elétrica e uma análise experimental do seu comportamento, com o propósito de otimizar o fator de dimensionamento. Para fins de análise comparativa a instalação foi dividida em três subsistemas com arranjos de potências diferentes, os quais possuem fatores de dimensionamentos de 0,65, 0,73 e 0,86 (razão entre a potência nominal do inversor e a potência do gerador fotovoltaico), respectivamente para os subsistemas 1, 2 e 3. Cada subsistema possui um arranjo formado por dois painéis que utilizam módulos de 100 Wp/24 V, com células de silício monocristalino. Estes arranjos alimentam, de forma independente, três inversores senoidais monofásicos comutados pela própria rede e com potência máxima na saída de 1100 W cada um, caracterizando desta forma uma planta modular. O sistema de aquisição de dados monitora sistematicamente a instalação a uma varredura por minuto, a fim de se obter um acompanhamento ao longo do tempo e poder caracterizá-la. São monitoradas as tensões elétricas de cada painel de módulos e as suas correspondentes correntes, as tensões elétricas e as correntes alternadas, as potências elétricas contínuas e alternadas, a irradiância no plano do gerador, as temperaturas do ar ambiente, de um módulo do gerador e dos inversores. A metodologia de análise desta instalação consiste no monitoramento, na caracterização e na quantificação das medidas adquiridas, com a finalidade de determinar correlações que possam predizer a potência injetada na rede bem como a determinação da performance energética para dias típicos ensolarados, parcialmente nublados e encobertos. A divisão da instalação em três subsistemas permitiu caracterizá-los quanto aos seus comportamentos energéticos, além de possibilitar a análise de arranjos superdimensionados, os quais fornecem uma potência superior a máxima na entrada dos inversores, originando desperdício de energia nos momentos de elevada irradiância. O método desenvolvido para determinar a energia perdida na entrada dos inversores possibilitou avaliar o quanto se perde mensalmente nos subsistemas 1 e 2, uma vez que as perdas de captura e de sistema aumentam quando o arranjo está superdimensionado e isto significa uma redução na produtividade. Com as correlações encontradas para cada subsistema e com a equação geral foi possível predizer o quanto de energia pode ser injetada na rede.
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Algoritmo para reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica baseado em evolução diferencial / Algorithm for electrical distribution systems reconfiguration based on differencial evolution

Oliveira, Caio Francisco Vasconcelos de 22 December 2016 (has links)
OLIVEIRA, C. F. V. Algoritmo para reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica baseado em evolução diferencial. 2016. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-08T14:12:19Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_cfvoliveira.pdf: 2002858 bytes, checksum: 334e3b83031855367064149c9b15c21f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-08T19:14:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_cfvoliveira.pdf: 2002858 bytes, checksum: 334e3b83031855367064149c9b15c21f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T19:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_cfvoliveira.pdf: 2002858 bytes, checksum: 334e3b83031855367064149c9b15c21f (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / The electric power produced in Brazil goes through a long process before reaching the final consumers: industries, urban and rural centers, etc. Such process consists on electric power generation, transmission and distribution. However, inherent losses, due to the Joule effect, are associated with these processes. Futhermore, distribution electric newtworks are subject at all times to external agents which can cause failures through short circuits and conductor drops, leading the system to an abnormal state of operation, requiring isolation of the faulty section and the energy restoration of the affected part of the system. Both cases can be reduced with the system reconfiguration. This may provide the ohmic loss reduction, when it is in normal operating condition, and/or ensure a network condition in which the system defect is isolated and a maximum number of affected loads are restored. This work presents a methodology for the electric energy distribution systems based on the metaheuristics of Differencial Evolution. Graph concepts and node-depth representation are used to more efficiently apply the backward/forward sweep method for calculating the power flow in the proposed system configurations. The proposed methodoloy uses as input data values of active and reactive powers connected to the buses of the distribution system, topology information, initial network configuration, conductors and supply sources capacities. As results, the network reconfiguration with minimum losses and minimum number of desenergized loads is presented. Typical operational restrictions of radial electrical networks are considered such as: maximum conduction capacity of the conductors, supply capacity of the sources and allowable voltage levels. Tests with the algorithm were performed for the electrical IEEE systems of 16, 33, 69 and 83 buses and the results were compared with other methodologies. The results of the tests indicate that the implementation of the methodology in the service of distribution of electric power in networks of power utilities can contribute to a better use of its assets and an improvement of its quality of service indicators. / A energia elétrica produzida no Brasil percorre um longo processo antes de chegar aos consumidores finais. Tal processo consiste na geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Contudo, perdas inerentes, devido ao Efeito Joule, estão associadas a esses processos. Além do mais, redes elétricas de distribuição estão a todo o momento sujeitas a agentes externos que podem causar falhas através de curto circuitos e queda de condutores, levando o sistema a um estado anormal de operação, necessitando um isolamento do trecho defeituoso e restabelecimento de energia da parte afetada do sistema. Ambos os casos podem ser minorados através da reconfiguração do sistema. Essa pode proporcionar uma redução das perdas ôhmicas, quando o mesmo se encontra em estado normal de operação, e/ou garantir um estado da rede em que o defeito do sistema esteja isolado e um número máximo de cargas afetadas sejam restabelecidas. Neste trabalho é apresentada uma metodologia para reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica baseada na metaheurística de Evolução Diferencial. Conceitos de grafos e representação nó-profundidade são utilizados para aplicar de forma mais eficiente o método de varredura direta/inversa para o cálculo do fluxo de potência nas configurações propostas do sistema. A metodologia proposta utiliza como dados de entrada valores de potências ativa e reativa ligadas às barras do sistema de distribuição, informações de topologia, configuração inicial da rede, capacidade dos condutores e de fornecimento das fontes. Como resultado, a reconfiguração da rede com mínimas perdas e número mínimo de cargas desenergizadas é apresentada. São consideradas restrições operacionais típicas de redes elétricas radiais como: capacidade máxima de condução dos condutores, capacidade de suprimento das fontes e níveis de tensão admissíveis. Testes com o algoritmo foram realizados para os sistemas elétricos IEEE de 16, 33, 69 e 83 barras e os resultados foram comparados com outras metodologias. Os resultados dos testes apontam que a implementação da metodologia no serviço de distribuição de energia elétrica em redes de concessionárias pode contribuir para um melhor aproveitamento de seus ativos e uma melhoria do seus indicadores de qualidade de serviço.
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SGMIee – Software de gestão da medição inteligente de energia elétrica / SGMIee - Electricity smart metering management software

Anjos, Reginaldo Silva dos 29 November 2013 (has links)
ANJOS, R. S. dos. SGMIee – Software de gestão da medição inteligente de energia elétrica. 2013. 148 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T13:37:04Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_rsanjos.pdf: 16183316 bytes, checksum: ee07eb09ca776d7182357f00ca68c2f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:29:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_rsanjos.pdf: 16183316 bytes, checksum: ee07eb09ca776d7182357f00ca68c2f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_rsanjos.pdf: 16183316 bytes, checksum: ee07eb09ca776d7182357f00ca68c2f6 (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / The modernization of electric power systems is nowadays a topic of relevance, with emphasis on consumer participation in power generation and management of energy consumption. The automation of Smart Metering is one of the main aspects and the precursor of Smart Grids. Considering this scenario, this paper presents electricity smart metering management software, called SGMIee. It is a computational tool developed with free and open source technologies, used for the acquisition, storage, processing, display and management of recorded information in a smart metering infrastructure for electricity. The Java platform and structure of MySQL database are the main technologies used in software development. The SGMIee has been applied to a smart metering of electricity infrastructure installed in the Department of Electrical Engineering (DEE), the Technology Center (TC), Federal University of Ceará (UFC). The smart metering system used is composed of 05 three-phase smart meters units, 01 wireless communication interface unit, 01 optical interface unit and 01 In-Home Display (IHD) unit. The smart metering infrastructure is based on a RF network and willing in a Mesh topology, protocols being used ABNT NBR 14522 and ZigBee for the realization of communication between the system equipment. Data collected from 05 smart meters installed in low voltage switchboards units DEE, were used to test and validate the functionality of the proposed software, and are considered national normative aspects of the area during the analysis of the results obtained. The features about summary snapshot of electrical quantities measured, consumption, power outages, alarms and charts were implemented in SGMIee, enabling the power management based on measurement data and alarms consulted instantaneously or through history. After the analyzes, it was observed that the objectives for the SGMIee were achieved and the availability of a computational tool for managing measurement data of electrical parameters, integrated with a scenario of electricity smart metering the main contribution of this work. / A modernização dos sistemas elétricos de potência é nos dias atuais um tema de relevância, com destaque à participação do consumidor na geração de energia elétrica e gestão da energia consumida. A automação da Medição Inteligente é uma das principais vertentes e o precursor das Redes Elétricas Inteligentes. Considerando-se este cenário, neste trabalho, apresenta-se um software de gestão da medição inteligente de energia elétrica, denominado SGMIee. Trata-se de uma ferramenta computacional, desenvolvida com tecnologias computacionais de código aberto e gratuito, utilizada para a aquisição, armazenamento, processamento, visualização e gerenciamento das informações registradas em uma infraestrutura de medição inteligente de eletricidade. A plataforma Java e a estrutura de banco de dados MySQL são as principais tecnologias utilizadas no desenvolvimento do software. O SGMIee tem sido aplicado a um sistema de medição inteligente de energia elétrica instalado na infraestrutura do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE), do Centro de Tecnologia (CT), da Universidade Federal do Ceará (UFC). O sistema de medição inteligente de energia elétrica utilizado é composto por 05 unidades de medidores eletrônicos inteligentes trifásicos, 01 unidade de interface de comunicação sem fio, 01 unidade de interface de comunicação via porta ótica e 01 unidade de equipamento In-Home Display (IHD). A infraestrutura de medição inteligente é baseada em uma rede RF e disposta em uma topologia Mesh, sendo utilizados os protocolos ABNT NBR 14522 e ZigBee para a realização da comunicação entre os equipamentos do sistema. Dados coletados de 05 medidores eletrônicos, instalados em quadros de distribuição de baixa tensão nas unidades do DEE, foram utilizados para testar e validar as funcionalidades do software proposto, sendo considerados aspectos normativos nacionais da área durante as análises dos resultados obtidos. As funcionalidades sobre página fiscal, consumo, faltas de energia, alarmes e gráficos foram implementadas no SGMIee, possibilitando-se o gerenciamento energético baseado em dados de medições e alarmes consultados de forma instantânea ou através de histórico. Após as análises, observou-se que os objetivos definidos para o SGMIee foram atendidos, sendo a disponibilização de uma ferramenta computacional para gerir os dados de medições de parâmetros elétricos, integrada a um cenário de medição inteligente de eletricidade a principal contribuição deste trabalho.
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Desenvolvimento de uma plataforma para implementação de sistemas multiagentes com aplicação para recomposição automática de sistemas de distribuição de energia elétrica / Development of a platform for implementing multi-agents systems for application to automatic restoration of electric power distribution systems

Melo, Lucas Silveira 14 August 2015 (has links)
MELO, L. S. Desenvolvimento de uma plataforma para implementação de sistemas multiagentes com aplicação para recomposição automática de sistemas de distribuição de energia elétrica. 2015. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-19T13:08:14Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_lsmelo.pdf: 19372977 bytes, checksum: 3746c7842367d1d3a120bc5b7a56bc26 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-10-27T11:34:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_lsmelo.pdf: 19372977 bytes, checksum: 3746c7842367d1d3a120bc5b7a56bc26 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-27T11:34:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_lsmelo.pdf: 19372977 bytes, checksum: 3746c7842367d1d3a120bc5b7a56bc26 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 / It is common the occurence of permanent faults in power distribution systems. In a typical radial power distribution system when the fault protection system operates, may cause power-off not only in the fault section, but also to all customers downstream the fault.Through disjunction devices normally closed along the feeder, and normaly open on its edges, is possible to isolate the faulty sector and reenergize the healthy ones, reducing the number of customers affected by a fault. Network operators normally do this procedure manually and in addition to demand a considerable ammount of time, is subject to errors on the part of the operator. In order to automate the analisys of the network and provided it of self-healing capacity, various methods have been proposed to solve this matter. Most of these approaches adopts a centralized strategy and do not address the aspect of electric power grid self-healing. In this work is proposed an approach that uses multi-agent systems for self-healing purposes of power distribution systems. Multi-agent are highly suitable for modelling distributed systems in the smart grid domain. For a safe recovery and without violation of operational restrictions the feeder agents perform an evaluation before device agents send any command to the network switches. The proposed multi-agent system is implemented in a agent’s development platform proposed in this work that uses the Python programming language. The platform is called PADE, Python Agent DEvelpment framework. The computer representation of the network, without simplifications, is accomplished by a data encoding based on the theory of graphs and named node-depth representation that serves as a basis for the development of an API of network representation that models each of the required components in the restoration analysis. The device agents communicate with IED that in turn control the switches in the network, by means of IEC 61850 protocols: GOOSE and MMS. To validate the proposed approach, computer simulations are performed using a simplified distribution power grid as a case study and a test platform with relay test case, protection and control IED, managed switch and embedded systems / É comum a ocorrência de faltas permanentes no sistema de distribuição de energia elétrica. Por tratar-se de um sistema radial, a atuação da proteção para estas faltas causa a desenergização não só do setor em falta, mas de todos os consumidores a jusante do setor onde ocorreu a falta. Fazendo uso dos dispositivos de disjunção normalmente fechados ao longo do alimentador e normalmente abertos nas suas bordas é possível isolar o setor sob falta e re-energizar os setores sãos, reduzindo o número de consumidores afetados por um defeito. Este procedimento é normalmente feito pelos operadores da rede, e além de demandar um tempo considerável, está sujeito à erros por parte do operador. No sentido de tornar automática as análises de restauração da rede e prover o sistema da capacidade de auto-cura, têm sido propostas diversas metodologias para o problema. A maioria destas abordagens adota uma estratégia centralizada e não abordam o aspecto de auto-cura da rede elétrica. Neste trabalho, é proposta uma abordagem utilizando sistemas multiagentes para recomposição de setores de alimentadores de distribuição de energia elétrica. A técnica de sistemas multiagentes vem se mostrando bastante promissora no desenvolvimento de sistemas distribuídos em um contexto de redes elétricas inteligentes. Para que a recomposição ocorra sem a violação das restrições operacionais e de forma coerente, são feitas análises pelos agentes alimentadores antes que qualquer comando seja enviado para as chaves do sistema por meio de agentes dispositivo. O sistema multiagente proposto é implementado em uma plataforma de desenvolvimento de agentes proposta neste trabalho e que utiliza a linguagem de programação Python. A plataforma tem o nome de PADE, Python Agent DEvelpment framework. A representação computacional sem simplificações da rede é proporcionada por uma codificação de dados apoiada na teoria de grafos e denominada Representação Nó-Profundidade, que serve de base para o desenvolvimento de uma API de representação da rede-elétrica que modela cada um dos componentes necessários nas análises de recomposição. Ao agente dispositivo é dada a possibilidade de comunicação com IED, que controlam as chaves do sistema, por meio dos protocolos da norma IEC 61850: GOOSE e MMS. Para validar a metodologia proposta são realizadas simulações computacionais utilizando uma rede de distribuição simples como caso base e uma plataforma de testes com: mala de testes de relés, IED de proteção e controle de mercado, switch gerenciável e placas de desenvolvimento de sistemas embarcados
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Contribuições para o estudo de aerogeradores em operação coordenada com STATCOM / Contribuitions for the study to coordinated operation betwenn STATCOM and wind turbine generators

Lucas, Marlos Diógenes 30 June 2015 (has links)
LUCAS, M. D. Contribuições para o estudo de aerogeradores em operação coordenada com STATCOM. 102 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-11T12:10:49Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mdlucas.pdf: 4758078 bytes, checksum: d0e73d4aaaeab6abe423168006b4cf18 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T13:11:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mdlucas.pdf: 4758078 bytes, checksum: d0e73d4aaaeab6abe423168006b4cf18 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T13:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mdlucas.pdf: 4758078 bytes, checksum: d0e73d4aaaeab6abe423168006b4cf18 (MD5) Previous issue date: 2015-06-30 / The constant increase in energy demand of a country is always the target of concern for system operators. This implies directly in increasing degree of requirement of the new grid procedures. Among other types of requirement, the ONS (National Electricity System Operator), requests, for example that the tension is controlled by contractor requestor is always controlled between 0.95 and 1.05 p.u.. When there are in the system, wind generation plants based on doubly fed induction machine, this concern is even greater. This is because this type of machine, has its stator connected directly to the network, and in turn more sensitive to voltage fluctuations. Knowing this, in recent years the power electronics is being increasingly present in the electricity sector to mitigate these failures, the example of Static Synchronous Compensator, the STATCOM, that through the management of reactive power, can improve and the point until oscillation effects of annular tension. Targeting an application similar to this, this work brings an idea of STATCOM operating in conjunction with wind farms on serviceability of the desired bar voltage. It was decided to base the study on existing scenario in northeastern Brazil because this way, you can get a sense of the real effects of a STATCOM can bring, positively, to the system. This paper presents a technique for STATCOM sizing as well as general discussions about possible disadvantages of this application. In addition, is used two softwares for preparation of results: MatLab, which through scripts calculates all points of interest for analysis; and ANAREDE, for verification and comparison of the results obtained through the first software . / O constante aumento da demanda energética de um país é sempre alvo de preocupação para os operadores de sistemas. Isto implica diretamente no aumento do grau de exigência dos novos procedimentos de rede. Dentre outros tipos de exigência, o ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), solicita, por exemplo que a tensão contratada seja controlada pelo solicitante em níveis entre 0,95 e 1,05 p.u. (230kV). Quando existem no sistema, centrais eólicas de geração baseados em máquina de indução duplamente alimentada, esta preocupação é ainda maior. Isto porque este tipo de máquina, possui seu estator conectado diretamente à rede, tendo, por sua vez, maior sensibilidade a oscilações de tensão. Sabendo disto, nos últimos anos a eletrônica de potência tem estado cada vez mais presente no setor elétrico, a exemplo do Static Synchronous Compensator, o STATCOM, que através do gerenciamento da potência reativa, pode melhorar e muito a ponto de até anular efeitos causados por oscilação de tensão. Visando uma aplicação semelhante a esta, este trabalho investiga a operação conjunta entre o STATCOM e centrais eólicas no que diz respeito ao suporte à tensão do sistema no qual esta incorporação é conectada. Decidiu-se basear o estudo num cenário existente no nordeste brasileiro pois desta forma, é possível ter noção dos reais efeitos que um STATCOM pode trazer, positivamente, ao sistema. Este trabalho apresenta uma técnica para dimensionamento do STATCOM bem como discussões gerais sobre possíveis desvantagens desta aplicação. Além disso, é utilizado dois softwares para elaboração dos resultados: MatLab, que através de scripts calcula todos pontos de interesse para a análise; e ANAREDE, para verificação e comparação dos resultados obtidos através do primeiro software. E ainda, este estudo mostra que o script desenvolvido é capaz de designar resultados que se aproximam bastante das respostas do ANAREDE, que são conferidos através do comportamento do erro das respostas de ambos os programas. Por fim, com objetivo de mostrar o funcionamento dos modos de operação do STATCOM conectado ao sistema, são explicitados resultados retirados pelo software PSCAD para um cenário diferente do estudado.
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Microinversor fotovoltaico não isolado de dois estágios

Knabben, Gustavo Carlos January 2017 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-22T04:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347155.pdf: 9234091 bytes, checksum: 016907446c5fbefa6fd0c3287bf4812a (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta dissertação de mestrado apresenta o procedimento utilizado no projeto e construção de um protótipo de microinversor fotovoltaico, capaz de processar energia de um módulo fotovoltaico de silício cristalino de até 250 W de potência e injetá-la na rede elétrica com 220 V de valor eficaz de tensão e 60 Hz de frequência. O trabalho compreende revisão bibliográfica em microinversores comerciais, normas para conexão à rede elétrica, caracterização de geradores fotovoltaicos, topologias aplicadas a microinversores e influência das correntes de modo comum na operação desses equipamentos. Optou-se por processar a energia em dois estágios de conversão. O primeiro, cc-cc, é composto por um conversor Boost com célula de ganho. O segundo, cc-ca, principal foco desta dissertação, é o conversor em ponte completa com modulação dois níveis. A estratégia de controle é baseada em compensação da corrente injetada na rede elétrica, com imposição, por PLL, de uma forma de onda senoidal em fase com a tensão; regulação do barramento cc principal; técnica de MPPT; método de anti-ilhamento; partida suave de todo o sistema; algoritmos de proteção; e desacoplamento dos estágios cc-cc e cc-ca por filtragem ativa. A experimentação do sistema projetado e construído contou com resultados satisfatórios e de acordo com teoria e simulação.<br> / Abstract : This Master's Thesis presents the design and construction procedure of a photovoltaic (PV) micro-inverter prototype capable of absorbing energy from a 250 W crystalline silicon PV module and injecting into a 220 V / 60 Hz utility grid. The work includes a literature review on commercial micro-inverters, standards for connectins to grid, characterization of photovoltaic generators, topologies applied to microinverters and influence of common mode currents in the operation of these equipments. Two stages of conversion were choosen to process the energy. The first, dc-dc, is composed by a Boost converter with gain cell. The second, dc-ac, main focus of this work, is the Full-Bridge converter with two level sinusoidal modulation. The control strategy is based on current compensation; dc link voltage controlling; PLL; MPPT; anti-islanding method; soft start of the entire system; protection algorithms; and decoupling of the dc-dc and dc-ac stages by active filtering. The experimentation of the designed and constructed system reached satisfactory results, according to theory and simulation.
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Modelagem e análise da dinâmica de microrredes de distribuição de energia elétrica

Cesar, Eduardo Lenz January 2017 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-10T04:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348505.pdf: 27744287 bytes, checksum: 19f3e051cb377770ca0b8e342dacab1e (MD5) Previous issue date: 2017 / Uma das tendências dentro da eletrônica de potência atualmente é a aplicação de conversores de energia para a operação em microrredes, o que na essência é eletrônica de potência aplicada a sistemas de distribuição de energia elétrica. Tipicamente, microrredes são redes elétricas compostas por diversas fontes e cargas, o que implica em diversas interações fontes-fontes e fontes-cargas. O propósito deste trabalho é modelar, propor técnicas de controle e analisar a estabilidade paramétrica de pequenas microrredes CC e CA. Um dos grandes problemas que existem na operação de microrredes é quando diversas fontes operam em paralelo e compartilham um conjunto de cargas. O controle por droop é a técnica mais popular para lidar com este tipo de problema, mas possui o contraponto de introduzir não linearidades no sistema. Por conta disso, este trabalho propõe o uso de ferramentas matemáticas como a teoria de bifurcações para compreender o comportamento dinâmico de microrredes. Este procedimento permite um entendimento mais amplo quando comparado com técnicas tradicionais baseadas em modelos linearizados, além de fornecer mais informações que permitem otimizar o funcionamento do sistema garantindo a sua estabilidade. Uma parte significativa deste trabalho possui uma natureza teórica, com exceção de um caso de estudo envolvendo o paralelismo de conversores CC-CA, em que resultados experimentais são apresentados.<br> / Abstract : Nowadays, one of the trends within power electronics is the application of power converters in microgrids, which in essence means power electronics applied to electric power distribution systems. As microgrids can be dc, ac, or even hybrid networks, they are complex systems with many source-source and source-load-type interactions. The focus of this work is to model, propose control techniques, and to verify the stability of a small ac and dc microgrids through parametric diagrams. Load sharing is one of the major issues within microgrids, and it is defined as how several voltage sources operate in parallel feeding a given load set. Droop control is the standard approach towards the load sharing problem in microgrids, but this control can make the system unstable due to some nonlinearities introduced into the microgrid?s operation. For that reason, nonlinear dynamic analysis techniques are used here to understand the microgrid?s dynamic behavior. In particular, bifurcation theory offers a broader insight into the system dynamics when compared to usual techniques based on linear models. Moreover, bifurcation theory can optimize the microgrid operation and, thus, increase the system stability range due to a better understanding on how a group of parameters can influence the microgrid operation.A significant part of this thesis consists of a theoretical study, with the exception of one case study involving the parallelism of two dc-ac power converters, where experimental results are shown to validate the theoretical premises.
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Método para implantação das redes inteligentes através da criação de um índice de prioridade aplicando técnica Delphi, método estatístico e um sistema Fuzzy

Galo, Joaquim Jorge Martins 07 1900 (has links)
Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T15:31:48Z No. of bitstreams: 1 7___Tese Joaquim Galo_agosto_ 2014.pdf: 1548901 bytes, checksum: 77922a467237b6a819fc903c6ca2fea2 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T15:32:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 7___Tese Joaquim Galo_agosto_ 2014.pdf: 1548901 bytes, checksum: 77922a467237b6a819fc903c6ca2fea2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-10T15:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 7___Tese Joaquim Galo_agosto_ 2014.pdf: 1548901 bytes, checksum: 77922a467237b6a819fc903c6ca2fea2 (MD5) / A implantação de redes inteligentes tem o objetivo de melhorar a qualidade, confiabilidade, segurança e eficiência dos sistemas elétricos. O problema é que o período para implantação completa destas redes pode chegar a vários anos e envolve grandes investimentos financeiros. Além disso, o ritmo acelerado das mudanças tecnológicas sugere uma abordagem cuidadosa, com um planejamento para o processo de implantação passo-a-passo. O objetivo deste trabalho é desenvolver um método para a implantação de redes inteligentes baseadas em recursos técnicos, humanos, ambientais e financeiros a serem aplicados na avaliação dos sistemas elétricos em suas condições operacionais atuais, o que irá ser feito através da criação de um índice com base em indicadores para classificar a ordem de prioridade para a implantação de redes inteligentes em um sistema elétrico. Neste trabalho foi aplicado o método estatístico e o método utilizando um Sistema Fuzzy para determinar um Índice de Prioridade de implantação, para a validação e comparação dos resultados dos métodos foram realizados vários testes e também avaliados seis sistemas elétricos diferentes.
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Interligação de conversores DAB para aplicação em transformadores de estado sólido

Mamede, Henrique Rocha e January 2016 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343092.pdf: 7684269 bytes, checksum: d93efe1c257ebf97e292261e0304b96f (MD5) Previous issue date: 2016 / Nesta dissertação apresenta-se uma proposta de arquitetura de interligação de conversores DAB visando à aplicação em transformadores de estado sólido. O sistema é concebido de maneira a propiciar funcionalidades desejadas a tais sistemas como: ajuste dos níveis de tensão; isolamento galvânico; controle ativo do fluxo de potência e redundância. Além das características já citadas, o sistema realiza a divisão da potência processada entre os módulos constituintes, reduzindo os esforços de tensão e de corrente nos elementos semicondutores. Como bloco de construção para o arranjo proposto escolheu-se o conversor DAB, uma vez que ele apresenta elevada densidade de potência, opera em alta frequência e é capaz de realizar comutações suaves. Os princípios de operação da estrutura e seus mecanismos de divisão da potência processada são descritos e, por fim, resultados experimentais são apresentados como forma de validar os conceitos.<br> / Abstract : This work proposes an interconnection of DAB converters for Solid-State Transformer applications. The system is conceived as to provide the required functionalities to SSTs e.g.: voltage level adaptation; galvanic isolation; active control of the power flow and redundancy. Besides, the system share the power processed between the modules, therefore it reduces the current and voltage stresses on the switches. The DAB converter is employed as a construction block, since it presents a high power-density, operates in high-frequency and is capable of soft switching. The operation principles and the sharing mechanisms are depicted and experimental results are presented to validate the concepts.
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Instalação fotovoltaica conectada à rede : estudo experimental para a otimização do fator de dimensionamento

Dias, João Batista January 2006 (has links)
Este trabalho apresenta a montagem de uma instalação fotovoltaica de 4,8 kWp conectada à rede elétrica e uma análise experimental do seu comportamento, com o propósito de otimizar o fator de dimensionamento. Para fins de análise comparativa a instalação foi dividida em três subsistemas com arranjos de potências diferentes, os quais possuem fatores de dimensionamentos de 0,65, 0,73 e 0,86 (razão entre a potência nominal do inversor e a potência do gerador fotovoltaico), respectivamente para os subsistemas 1, 2 e 3. Cada subsistema possui um arranjo formado por dois painéis que utilizam módulos de 100 Wp/24 V, com células de silício monocristalino. Estes arranjos alimentam, de forma independente, três inversores senoidais monofásicos comutados pela própria rede e com potência máxima na saída de 1100 W cada um, caracterizando desta forma uma planta modular. O sistema de aquisição de dados monitora sistematicamente a instalação a uma varredura por minuto, a fim de se obter um acompanhamento ao longo do tempo e poder caracterizá-la. São monitoradas as tensões elétricas de cada painel de módulos e as suas correspondentes correntes, as tensões elétricas e as correntes alternadas, as potências elétricas contínuas e alternadas, a irradiância no plano do gerador, as temperaturas do ar ambiente, de um módulo do gerador e dos inversores. A metodologia de análise desta instalação consiste no monitoramento, na caracterização e na quantificação das medidas adquiridas, com a finalidade de determinar correlações que possam predizer a potência injetada na rede bem como a determinação da performance energética para dias típicos ensolarados, parcialmente nublados e encobertos. A divisão da instalação em três subsistemas permitiu caracterizá-los quanto aos seus comportamentos energéticos, além de possibilitar a análise de arranjos superdimensionados, os quais fornecem uma potência superior a máxima na entrada dos inversores, originando desperdício de energia nos momentos de elevada irradiância. O método desenvolvido para determinar a energia perdida na entrada dos inversores possibilitou avaliar o quanto se perde mensalmente nos subsistemas 1 e 2, uma vez que as perdas de captura e de sistema aumentam quando o arranjo está superdimensionado e isto significa uma redução na produtividade. Com as correlações encontradas para cada subsistema e com a equação geral foi possível predizer o quanto de energia pode ser injetada na rede.

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