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Uma contribuição para a medição de distorções harmônicas e inter-harmônicas em instalações de geração fotovoltaicaOliveira, Wesley Rodrigues de 18 September 2015 (has links)
Dissertação (mestrado)— Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-20T13:28:38Z
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2015_WesleyRodriguesdeOliveira.pdf: 1535353 bytes, checksum: 362c1ae97861e8b4e09fa958db28ec91 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T18:32:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1
2015_WesleyRodriguesdeOliveira.pdf: 1535353 bytes, checksum: 362c1ae97861e8b4e09fa958db28ec91 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T18:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
2015_WesleyRodriguesdeOliveira.pdf: 1535353 bytes, checksum: 362c1ae97861e8b4e09fa958db28ec91 (MD5) / O crescimento da geração fotovoltaica ao redor do mundo tem levantado a necessidade de se formalizar uma abordagem padrão de medição das emissões harmônicas e interharmônicas atreladas aos sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCRs). Nesse cenário, alguns trabalhos têm adotado as recomendações dos padrões tradicionais IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4-30, que, dentre outros aspectos, estabelece que o processamento dos sinais ocorra via Transformada Discreta de Fourier (DFT) com uma janela de tempo retangular de 12 ciclos de 60 Hz e que a medição prossiga por pelo menos 7 dias. Para os SFCRs é esperada a ocorrência de harmônicas e de inter-harmônicas com algum grau de variação temporal, condições em que pode ser imprecisa a estimação das componentes espectrais pela DFT ou mesmo o período de uma semana ser insuficiente para o monitoramento. À luz desta realidade, este trabalho apresenta como contribuição uma metodologia de análise voltada para a adaptação desses dois parâmetros de medição ao contexto dos perfis de emissões esperados nos SFCRs. Para tanto, foi utilizada uma metodologia paramétrica de processamento de sinais baseada no método de Prony Modificado e no Filtro de Kalman. Esta metodologia viabilizou uma análise espectral com alta resolução em condições de variação temporal das magnitudes e serviu como referência de comparação dos resultados obtidos pelo processamento via DFT. Também foram empregados conceitos de processos aleatórios, tais como média de probabilidade e média temporal, para se compreender o comportamento intrínseco dos indicadores de distorção. Utilizando uma métrica de estabilização da média temporal, foi possível propor um período mínimo de medição. Essa metodologia foi aplicada a sinais reais de corrente oriundos de uma unidade de microgeração fotovoltaica, evidenciando que os parâmetros de medição a serem adotados para SFCRs podem ser diferentes daqueles tradicionalmente recomendados pela IEC. / The growing of the photovoltaic generation (PV) around the world has lead to the requirement of formalizing a standard measuring approach of the harmonic and interharmonic emissions related to the grid-connected photovoltaic systems (GCPS). Within this trend, some works have adopted the traditional standards IEC 61000-4-7 and IEC 61000-4-30, which establish among other aspects that the signal processing must be carried out by the Discrete Fourier Transform (DFT) with a 60 Hz 12-cycle rectangular time window and at least for a week. It is worthwhile to mention that it is expected the occurrence of harmonics and interharmonics in the GCPS with some level of time-varying behavior, which represent conditions in which could be the week-period insufficient to the measuring or could be misleading the estimation of the spectral components by the DFT. That being stated, this work presents as contribution a methodology of analysis that addresses the problems related to the adaptation of these parameters to the context of the expected emissions from the GCPS. Having that in mind, it was employed a parametric methodology of signal processing based upon Modified Prony’s method and Kalman Filtering. This methodology enabled a high resolution spectral analysis under time-varying conditions of the magnitudes and served as a baseline for the comparison of the results driven from the signal processing by the DFT with different time-window lengths. It was also used stochastic processes concepts such as probability mean and time mean to characterize the intrinsic behavior of the distortion indicators. Using a metric for the stabilization of the time mean, it was possible to propose a minimum measuring period. This methodology was used with real current signals from a PV system, which yielded to the conclusion that the measuring parameters to be adopted with GCPS can be indeed different from that recommended by IEC standards.
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Avaliação do impacto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição de baixa tensão / Evaluation of grid connected photovoltaic systems impact on low voltage electrical gridPinto Neto, Aimé Fleury de Carvalho 09 September 2016 (has links)
Este trabalho apresenta a avaliação dos impactos elétricos da inserção da geração distribuída de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição em baixa tensão, com a finalidade de identificar os impactos e demonstrar que estes podem ser controlados. O estudo consistiu de uma avaliação teórica e de um estudo de caso da inserção da geração fotovoltaica considerando aspectos da qualidade de energia da rede, curva de carga resultante, vida útil de transformadores e gestão ativa da demanda. Os resultados mostraram que a inserção da geração fotovoltaica na rede de baixa tensão altera a curva de carga da unidade consumidora, mas que essas alterações podem ser controladas pela gestão ativa da demanda utilizando armazenamento de energia. Os resultados também mostraram que a geração fotovoltaica também afeta a tensão e o fator de potência da unidade consumidora, mas que essas alterações podem ser controladas pela produção de potência reativa pelo inversor. Além disso, verificou- se que a geração fotovoltaica não afetou a distorção harmônica de tensão da rede e que aumentou a vida útil do transformador. / This work presents the evaluation of grid connected photovoltaic systems\' impact on low voltage electrical grid, in order to identify the impacts and demonstrate that it can be controlled. The study consisted of a theoretical evaluation and of a case study of photovoltaic generation inclusion considering aspects of grid power quality, resulting load curve, lifespan of transformers and demand side management. The results showed that the inclusion of photovoltaic generation in low voltage network changes the load curve of the consumer unit, but these changes can be controlled by demand side management using energy storage. The results also showed that the photovoltaic generation also affects the voltage and the power factor of the consumer unit, but these changes can be controlled by the production of reactive power by the inverter. Furthermore, it was found that the photovoltaic generation does not affect the voltage harmonic distortion of the mains and it increases the lifespan of the transformer.
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Controle Repetitivo Discreto Aplicado A Um Inversor Monofásico Conectado à Rede ElétricaSilva, James Neves da 01 December 2017 (has links)
Submitted by James Neves da Silva (james.silva@ufba.br) on 2018-03-06T13:34:55Z
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Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-03-13T15:39:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1
Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T15:39:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Este trabalho teve apoio financeiro da CAPES. / Este trabalho propõe um procedimento de projeto para um controlador repetitivo
discreto, com a fnalidade de controlar a corrente de saída de um inversor LC monofásico em ponte completa conectado à rede elétrica. O inversor também alimenta uma carga resistiva em derivação. O controlador assegura a estabilidade do sistema e robustez contra distorções harmônicas na tensão da rede. Sua concepção se baseia em um filtro notch de fase zero para compensar um pico de ressonância causado pelo filtro LC na
saída do inversor, dado que este pico pode levar o sistema à instabilidade. Obtémse margem de estabilidade apropriada por meio de um filtro passa-baixa empregado no
laço de realimentação positiva que faz parte do controlador. Simulações foram realizadas com auxílio dos softwares MATLAB e PSIM, para avaliar o desempenho do controlador sob diferentes condições de distorções harmônicas da tensão da rede. Além disso, para avaliar experimentalmente o controlador, foi utilizado um kit da Texas Instruments, que utiliza um DSP e contém um inversor em ponte completa e um filtro LC. Tanto as simulações quanto os experimentos laboratoriais mostraram que o controlador repetitivo opera corretamente, injetando corrente na rede de acordo com a referência fornecida ao sistema, e com robustez quanto às distorções harmônicas na tensão da rede. / This work proposes a designing procedure for a discrete repetitive controller governing the output current of a single-phase grid-connected LC full-bridge inverter. The
inverter also supplies a resistive local shunt load. The controller assures system stability
and robusteness to grid voltage harmonic distortions. Its design relies on a zero-phase
notch flter which compensates a resonant peak caused by the LC flter at the inverter’s output. Such peak may lead the system to instability. A proper stability margin is
reached through a low-pass flter employed in the positive feedback loop of the controller. Simulations using the PSIM and MATLAB softwares have been carried out to
access the controller performance under different harmonic conditions for the grid voltage. In addition, a DSP-based kit board from Texas Instruments containing a full-bridge LC inverter has been applied to experimentally test the controller. Both simulated and experimental results have been show that the repetitive controller works correctly, injecting current into the grid accordingly to the reference signal with robustness to voltage harmonic distortions.
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Avaliação do impacto de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição de baixa tensão / Evaluation of grid connected photovoltaic systems impact on low voltage electrical gridAimé Fleury de Carvalho Pinto Neto 09 September 2016 (has links)
Este trabalho apresenta a avaliação dos impactos elétricos da inserção da geração distribuída de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição em baixa tensão, com a finalidade de identificar os impactos e demonstrar que estes podem ser controlados. O estudo consistiu de uma avaliação teórica e de um estudo de caso da inserção da geração fotovoltaica considerando aspectos da qualidade de energia da rede, curva de carga resultante, vida útil de transformadores e gestão ativa da demanda. Os resultados mostraram que a inserção da geração fotovoltaica na rede de baixa tensão altera a curva de carga da unidade consumidora, mas que essas alterações podem ser controladas pela gestão ativa da demanda utilizando armazenamento de energia. Os resultados também mostraram que a geração fotovoltaica também afeta a tensão e o fator de potência da unidade consumidora, mas que essas alterações podem ser controladas pela produção de potência reativa pelo inversor. Além disso, verificou- se que a geração fotovoltaica não afetou a distorção harmônica de tensão da rede e que aumentou a vida útil do transformador. / This work presents the evaluation of grid connected photovoltaic systems\' impact on low voltage electrical grid, in order to identify the impacts and demonstrate that it can be controlled. The study consisted of a theoretical evaluation and of a case study of photovoltaic generation inclusion considering aspects of grid power quality, resulting load curve, lifespan of transformers and demand side management. The results showed that the inclusion of photovoltaic generation in low voltage network changes the load curve of the consumer unit, but these changes can be controlled by demand side management using energy storage. The results also showed that the photovoltaic generation also affects the voltage and the power factor of the consumer unit, but these changes can be controlled by the production of reactive power by the inverter. Furthermore, it was found that the photovoltaic generation does not affect the voltage harmonic distortion of the mains and it increases the lifespan of the transformer.
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Avaliação de configurações de sistemas fotovoltaicos na região Nordeste do Brasil / Evaluation of photovoltaic system configurations in the Northeastern region of BrazilFontenele, Luiz Fernando Almeida 23 October 2018 (has links)
Neste trabalho, são avaliadas diferentes configurações de sistemas fotovoltaicos, levando em consideração os principais tipos de módulos fotovoltaicos comercialmente disponíveis e estruturas de suporte. A comparação é delimitada na região Nordeste do Brasil e é baseada, fundamentalmente, em termos de fator de capacidade. Para uma melhor compreensão dos resultados, são mostradas, previamente, as influências que as variáveis meteorológicas exercem na saída do sistema, bem como os efeitos do fator de dimensionamento do inversor (FDI) e do índice de cobertura do terreno (ICT). Os resultados das simulações computacionais realizadas são apresentados em forma de mapas, nos quais é possível verificar as áreas em que os sistemas fotovoltaicos tendem a gerar mais energia elétrica. Entre as configurações estudadas, os maiores valores foram observados para sistemas que utilizam módulos genéricos de filmes finos montados em rastreadores solares de um eixo horizontal, chegando a 36 % de fator de capacidade (em corrente alternada) em algumas regiões do Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco e Bahia. Além disso, foram evidenciados os ganhos obtidos nos fatores de capacidade ao substituir as estruturas fixas por rastreadores solares. Para um ICT de 0,4, os sistemas que realizam o seguimento, ainda que em um eixo do movimento aparente do Sol, apresentaram ganhos de 18 % a 28 % na energia elétrica anual gerada. / In this work, different configurations of photovoltaic systems are evaluated, considering the main type of commercially available photovoltaic modules and mounting structures. The comparison is delimited to the Northeastern region of Brazil and is based, fundamentally, in terms of capacity factor. The influence on the output of the system of meteorological variables, the inverter loading ratio (ILR 1/FDI) and ground coverage ratio (GCR ICT) are shown in advance for a better understanding of the results. Computational simulations results are presented in maps, in which it is possible to verify the areas where photovoltaic systems tend to generate more electricity. Among the studied configurations, the largest values were observed for systems that use generic thin film modules mounted on one axis horizontal solar trackers, reaching 36 % of capacity factor (in alternating current) in some regions of Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco and Bahia. Additionally, the gains obtained in the capacity factors when replacing fixed structures by solar trackers were shown. For an GCR of 0.4, systems that track, even on one axis, the apparent motion of the Sun showed gains of 18 % to 28 % on annual generated electricity.
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Caracterização da geração distribuída de eletricidade por meio de sistemas fotovoltaicos conectados à rede, no Brasil, sob os aspectos técnico, econômico e regulatório / Characterization of the Distributed Generation of electricity by Grid-Connected Photovoltaic Systems in Brazil, with respect to technical, economic and regulatory aspects.Benedito, Ricardo da Silva 29 October 2009 (has links)
Este trabalho caracteriza a Geração Distribuída de eletricidade, no Brasil, por meio de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR), a partir de aspectos técnicos, econômicos e regulatórios. O país possui, atualmente, 35 SFCR em operação, totalizando uma potência instalada de 161,32 kWp. A maior parte dessa potência se encontra nas Regiões Sul e Sudeste e foi implementada por universidades, centros de pesquisa e concessionárias de energia elétrica, com uma pequena participação da iniciativa privada. Foi calculado o custo de geração, a partir da energia solar, utilizando-se SFCR, para dezesseis localidades estrategicamente selecionadas. Esse valor varia em função da maior ou menor disponibilidade do recurso solar e da taxa de desconto adotada, tendo sido encontrado o valor médio de US$ 0,56 /kWh, cerca de 2,1 vezes maior que a tarifa residencial média nas mesmas cidades. Argumentando-se que a tarifa convencional tende a crescer nos próximos anos, pressionada pelo descompasso entre oferta e demanda, e que o custo de geração fotovoltaico tende a diminuir, no mesmo período, devido a ganhos de produtividade no processo de fabricação de componentes fotovoltaicos, elaborou-se um modelo matemático para prever o momento em que esses dois indicadores equiparar-se-ão. Verificou-se que o tempo médio de equiparação será de 7 anos, podendo ser menor que 5,0 anos em localidades onde a tarifa é mais cara que a média nacional e a irradiação média anual é superior à verificada no restante do país. Por fim, o trabalho analisa o enquadramento que a legislação faz dos geradores fotovoltaicos interligados à rede pública de distribuição, apontando os pontos favoráveis e os entraves legais à disseminação dos SFCR. / This work characterizes the Distributed Generation of electricity from Grid-Connected Photovoltaic Systems (GCPS) in Brazil, according to technical, economic and regulatory aspects. The country currently has 35 GCPS in operation, totaling an installed power of 161.32 kWp. Most of this power is in the South and Southeast and has been implemented by universities, research centers and electric power utilities, with a small participation of private initiative. The solar energy generation cost from GCPS was calculated for sixteen strategically selected localities. This value varies varies according to the greater or minor availability of the solar resource and the adopted discounting rate. The average value found was 0.56 US$ /kWh, about 2,1 times bigger than the average residential tariff in the same cities. Arguing that the conventional tariff tends to grow in coming years, pressed by the imbalance between supply and demand, and that the cost of photovoltaic generation tends to decrease over the same period due to productivity gains in the manufacturing process of photovoltaic components, a mathematical model was developed to predict the time that these two indicators will be equal. It was found that the average time of equalization will be 7.0 years and may be less than 5.0 years in locations where the conventional energy is more expensive than the national average and average annual irradiation is higher than that in the rest of the country. Finally, this work presents how the Brazilian legislation deals with the photovoltaic generators connected to the public distribution network, showing the points for and legal obstacles to the dissemination of GCPS.
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Um modelo para integração de informações de bases de dados abertos, com uso de ontologiasTosin, Thyago de Melo 26 February 2016 (has links)
Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-05-09T13:21:17Z
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Previous issue date: 2016-02-26 / IFRR - Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia de Roraima / Com a lei de Acesso à Informação (Lei 12527/2011), espera-se que nas esferas federais, estaduais e municipais estejam garantidas e facilitadas as atividades de acesso aos dados de interesse para o cidadão. As bases interligadas de dados abertos facilitam a aquisição desses dados, possibilitando que diversas aplicações sejam criadas e que consultas sejam realizadas. Entretanto observa-se uma carência de recursos para realizar o relacionamento das informações originadas em bases de dados abertas distintas. A integração de diferentes conjuntos de dados possibilita a criação de aplicações mais ricas e relevantes. A representação formal das relações entre os dados consultados permite o uso de mecanismos de inferência e mecanismos de consulta aos dados abertos e conectados. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de recursos para inferir e relacionar tais informações no contexto de aplicações Web voltadas para a integração de bases de dados abertos e conectados. Um modelo foi desenvolvido como contribuição e um protótipo foi implementado como caso de uso. Neste protótipo foram utilizados os dados das compras governamentais que estavam armazenados em bases de dados relacionais, com o uso de uma ontologia, desenvolvida especificamente para este caso, os dados foram mapeados e importados para um triplestore Apache Fuseki em formato RDF, uma aplicação em Java EE com o uso do framework Apache Jena foi desenvolvida para visualização dos dados através de métodos de consulta utilizando SPARQL. Foram aplicadas três avaliações nesse protótipo: baseada em cenário, de usabilidade e da ontologia. Como resultados, verificou-se que o modelo implementado proporcionou a integração desejada e auxiliou os usuários a obterem uma melhor experiência na visualização dos dados interligados das compras governamentais com o orçamento federal. / With the Law of Access to Information and sanctioned in force, access to information, at least at the federal, state and local levels, make it easy for citizens. The bases linked open data, facilitate the acquisition of these data, however there is a lack of resources for inference of relationship information. This work aims at the development of these resources to infer and relate this information in the context of Web applications integrated with open and connected databases. The prototype implemented used the data from government purchases that was stored in relational databases, using an ontology, developed specifically for this case, the data have been mapped and imported into a triplestore Apache Fuseki in RDF format, a Java EE application using Apache Jena framework, was developed to display data through methods that consulted using SPARQL. Three evaluations were applied in this prototype: scenario-based, usability and ontology. As result, it was found that the model implemented helped people to have a better experience when viewing linked data of government purchases with the federal budget.
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Avaliação de configurações de sistemas fotovoltaicos na região Nordeste do Brasil / Evaluation of photovoltaic system configurations in the Northeastern region of BrazilLuiz Fernando Almeida Fontenele 23 October 2018 (has links)
Neste trabalho, são avaliadas diferentes configurações de sistemas fotovoltaicos, levando em consideração os principais tipos de módulos fotovoltaicos comercialmente disponíveis e estruturas de suporte. A comparação é delimitada na região Nordeste do Brasil e é baseada, fundamentalmente, em termos de fator de capacidade. Para uma melhor compreensão dos resultados, são mostradas, previamente, as influências que as variáveis meteorológicas exercem na saída do sistema, bem como os efeitos do fator de dimensionamento do inversor (FDI) e do índice de cobertura do terreno (ICT). Os resultados das simulações computacionais realizadas são apresentados em forma de mapas, nos quais é possível verificar as áreas em que os sistemas fotovoltaicos tendem a gerar mais energia elétrica. Entre as configurações estudadas, os maiores valores foram observados para sistemas que utilizam módulos genéricos de filmes finos montados em rastreadores solares de um eixo horizontal, chegando a 36 % de fator de capacidade (em corrente alternada) em algumas regiões do Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco e Bahia. Além disso, foram evidenciados os ganhos obtidos nos fatores de capacidade ao substituir as estruturas fixas por rastreadores solares. Para um ICT de 0,4, os sistemas que realizam o seguimento, ainda que em um eixo do movimento aparente do Sol, apresentaram ganhos de 18 % a 28 % na energia elétrica anual gerada. / In this work, different configurations of photovoltaic systems are evaluated, considering the main type of commercially available photovoltaic modules and mounting structures. The comparison is delimited to the Northeastern region of Brazil and is based, fundamentally, in terms of capacity factor. The influence on the output of the system of meteorological variables, the inverter loading ratio (ILR 1/FDI) and ground coverage ratio (GCR ICT) are shown in advance for a better understanding of the results. Computational simulations results are presented in maps, in which it is possible to verify the areas where photovoltaic systems tend to generate more electricity. Among the studied configurations, the largest values were observed for systems that use generic thin film modules mounted on one axis horizontal solar trackers, reaching 36 % of capacity factor (in alternating current) in some regions of Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco and Bahia. Additionally, the gains obtained in the capacity factors when replacing fixed structures by solar trackers were shown. For an GCR of 0.4, systems that track, even on one axis, the apparent motion of the Sun showed gains of 18 % to 28 % on annual generated electricity.
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Análise de um mecanismo de compensação de reativos incorporado aos inversores de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica / Analysis of a reactive power compensation mechanism incorporated into inverters of a grid-connected photovoltaic systemBenedito, Ricardo da Silva 14 November 2014 (has links)
No Brasil, quando uma unidade consumidora (UC) sob regime de microgeração ou de minigeração distribuída tem parte ou a totalidade da sua demanda por potência ativa suprida pela planta geradora, mas sua demanda por potência reativa é atendida exclusivamente pela rede elétrica, verifica-se uma aparente deterioração do fator de potência dessa UC, sob a ótica da concessionária. Esse efeito decorre do fato de que o fator de potência, de acordo com a regulamentação vigente, é determinado apenas a partir das medições dos fluxos de potência ativa e reativa trocados entre a UC e a rede elétrica e não também entre a planta geradora e UC. Para consumidores do Grupo A (tensão de fornecimento igual ou superior a 2,3 kV) nessa situação, de acordo com o perfil da carga, pode haver cobrança por excedentes de reativos, constituindo-se assim uma barreira. Especificamente no caso de sistemas fotovoltaicos conectados à rede, existe a possibilidade de se utilizar os próprios inversores c.c.-c.a para suprir a demanda de reativos da UC e, dessa forma, minimizar o problema apresentado. Com o objetivo de se avaliar essa alternativa no contexto brasileiro, tendo-se em vista condições reais de operação e os limites normativos de injeção de potência reativa para inversores de sistemas fotovoltaicos, foi realizado um estudo de caso de uma planta fotovoltaica instalada no telhado do prédio da Administração do Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo. O estudo mostrou que a compensação realizada por meio do inversor selecionado evitou a cobrança de excedentes de reativos sem afetar de forma significativa a produtividade do sistema fotovoltaico. Do ponto de vista elétrico, verificou-se que a injeção de reativos pelo inversor não provocou variações significativas de tensão no ponto de acoplamento ou no alimentador e, ainda, se verificou considerável liberação de capacidade do sistema supridor da concessionária. Dessa forma, a análise dos resultados indica uma tendência a se considerar a compensação de reativos proporcionada pelo próprio inversor a opção mais viável para se lidar com os excedentes de reativos, comparativamente a métodos convencionais de compensação ou à situação em que nenhuma ação compensatória seja implementada. / In Brazil, when a consumer unit (CU) under a distributed microgeneration or minigeneration scheme has part or all of its demand for active power supplied by the generating plant, but its demand for reactive power is served exclusively by the grid, the power factor of this CU appears deteriorated, from the perspective of the utility. This effect is due to the fact the power factor, according to the current regulations, is determined only from measurements of the flows of active and reactive power exchanged between the UC and the grid and not also between the generating plant and UC. Users of group A (supply voltage equal to or greater than 2.3 kV) in this situation, according to the CU load profile, may be charged due the reactive power excess, thus constituting a barrier. Specifically in the case of grid-connected photovoltaic systems, there is the possibility of using the d.c.- a.c. inverters to suply the CU reactive power demand and, thus, minimizing the presented problem. In order to evaluate this alternative in the Brazilian context, keeping in view real operating conditions and regulatory limits for the reactive power injection for photovoltaic inverters, we conducted a case study with a photovoltaic plant installed on the roof of the University of São Paulo Institute for Energy and Environment administration building. The study showed that the compensation performed by the selected inverter prevented the reactive power excess charging without affecting significantly the photovoltaic system productivity. From an electrical point of view, it was found that the injection of reactive power by the inverter did not cause significant voltage variations at the coupling point or at the transformer and, additionally, there was a significant release in the utility suply system capacity. Thus, the analysis results indicates a tendency to consider the compensation provided by the inverter itself the most viable option for dealing with the surplus of reactive power compared to conventional compensation methods or to the situation in which no compensatory action is implemented.
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Controle adaptativo de corrente aplicado a conversores estáticos conectados à rede elétrica / Adaptive current control applied to grid-connected static convertersMassing, Jorge Rodrigo 28 February 2013 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis addresses the design of adaptive current controllers applied for voltagesource
grid-connected converters with LCL-filter. Due to the grid equivalent impedance
uncertainty and/or variation at the point of connection, the current controller of such
converters may become unstable or have a poor performance with fixed-gain controllers
because the grid impedance is part of the dynamic model. So, adaptive control techniques
are proposed to ensure stability and performance of current controllers for grid-connected
converter with LCL-filter even without knowledge of the grid equivalent impedance. Continuous
time adaptive control, from the theoretical point of view, is a well established
control technique. However, in this application, a discrete-time current controller is implemented.
There are some differences between discrete-time and continuous-time adaptive
controllers. When the controlled variable is the converter current, a model reference
adaptive state feedback is proposed. The adaptation algorithm, responsible to update
the gains in real-time, consists on a recursive least-squares (RLS) algorithm. When the
controlled variable is the grid current, a model reference adaptive state feedback is also
used. However, the RLS algorithm has some modifications to keep the controller robust
under unmodeled dynamics. The RLS algorithm is used because it has better parametric
convergence characteristics compared to other algorithms. The grid voltage disturbance is
rejected making some small modifications on the controller structure. Simulation results
are validated by experimental results in a 5,5kW three-phase grid-connected converter,
which shows good convergence and steady state stability of the adaptive controllers. Finally,
some comparisons with fixed gain current controllers are presented to show de
advantages and disadvantages of each controller. / Esta tese trata do projeto de controladores adaptativos aplicados a conversores
estáticos alimentados em tensão conectados à rede elétrica através de filtro LCL. Devido
às características incertas e/ou variantes da impedância equivalente da rede no ponto
de conexão de conversores estáticos, o controle da corrente de tais conversores pode se
tornar instável ou o desempenho pode ser degradado com a utilização de controladores
com ganhos fixos, pois a característica da rede faz parte do modelo dinâmico. Com base
nisso, é proposto o uso de técnicas de controle adaptativo para garantir a estabilidade e
o desempenho do controlador de corrente de conversores conectados à rede mesmo sem o
conhecimento da sua impedância equivalente. Controle adaptativo em tempo contínuo, no
ponto de vista teórico, é uma técnica de controle bem consolidada. No entanto, na aplicação
em questão, o controlador de corrente é implementado em tempo discreto. Controle
adaptativo em tempo discreto apresenta algumas diferenças quanto aos controladores em
tempo contínuo. Quando a variável de controle é a corrente do conversor, é proposta a utilização
de uma retroação de estados adaptativa por modelo de referência cujo adaptador,
responsável por atualizar os ganhos em tempo real, consiste em um algoritmo recursivo
por mínimos quadrados (RLS). Quando a variável de controle é a corrente da rede, também
é utilizada uma retroação de estados adaptativa por modelo de referência, porém o
algoritmo RLS apresenta modificações para torná-lo robusto à dinâmicas não modeladas.
O algoritmo RLS é utilizado por ter melhores características de convergência paramétrica
se comparado a outros algoritmos. O distúrbio de tensão da rede é rejeitado fazendo-se
algumas modificações na estrutura da lei de controle. Os resultados de simulação são
validados através de resultados experimentais em um conversor de potência nominal de
5,5kW, os quais mostram as características promissoras dos controladores de corrente
adaptativos. Por fim, são apresentadas comparações com controladores de corrente de
ganhos fixos, mostrando as vantagens e desvantagens de cada uma dos controladores.
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