Este trabalho apresenta um estudo de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) no sistema elétrico industrial de uma concessionária geradora de energia elétrica do Brasil. O estudo teve enfoque na distorção harmônica gerada nos serviços auxiliares da usina termoelétrica. Para tanto, foi necessária a simulação e análise da planta da termoelétrica, com atenção nos serviços auxiliares pertencentes a ela, devido aos altos níveis de distorções harmônicas registrados. A simulação foi feita com o programa ATP (Alternative Transients Program) no domínio do tempo, através de sua interface gráfica, o ATP Draw. Nele foram modelados os principais componentes que pertencem ao Sistema Elétrico de Potência (SEP) em questão, como geradores, transformadores, linhas e cargas não lineares. Com a modelagem do SEP da termoelétrica, é possível determinar os níveis da distorção harmônica em diversos locais da planta, e aprofundar o estudo para que seja possível fazer a mitigação desses distúrbios. A diminuição da distorção harmônica junto ao aumento do fator de potência permite um melhor desempenho da usina, aumentando a faturamento da empresa através do aumento da energia entregue ao sistema elétrico. / This dissertation presents a study of Power Quality in an electrical system of a thermoelectric power plant in Brazil. The study focused on the harmonic distortion generated in the auxiliary services of the plant. Therefore, it was necessary to simulate and analyze the thermal plant, with attention to auxiliary services belonging to it, due to high levels of harmonic distortion registered. The simulation was performed using the ATP (Alternative Transients Program) in the time domain through its interface, the ATP Draw. It were modeled the main components that belong to the Power System in question, such as generators, transformers, lines and non-linear loads. With the modeling of the thermoelectric plant, is possible to determine the levels of harmonic distortion at various locations within the plant. The reduction of harmonic distortion along with the increase of power factor allows a better plant performance, increasing company revenue by increasing the energy delivered to the electrical system.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Diante da necessidade em aperfeiÃoar as tecnologias existentes para a conversÃo de energia elÃtrica em sistemas de alta potÃncia, este trabalho tem por finalidade projetar, analisar e implementar experimentalmente uma tÃcnica de modulaÃÃo com o intuito de reduzir o conteÃdo harmÃnico da tensÃo de saÃda em um inversor multinÃvel com capacitor flutuante de trÃs nÃveis. Algumas das diversas tÃcnicas de modulaÃÃo (PSPWM, LSPWM, HE-PWM e CSV-PWM) foram analisadas e implementadas no controlador digital FPGA a fim de comparar suas caracterÃsticas de desempenho com a tÃcnica de modulaÃÃo proposta. AlÃm disso, foi realizado o estudo de perdas da topologia de inversor multinÃvel com capacitor flutuante de trÃs nÃveis e a anÃlise teÃrica da distorÃÃo harmÃnica total da modulaÃÃo proposta. Finalmente, o desenvolvimento digital das tÃcnicas mostrou resultados coerentes, com formas de onda obtidas experimentalmente com alta qualidade de resoluÃÃo. A comparaÃÃo entre as estratÃgias de modulaÃÃo em termos de DHT resultou positivamente à modulaÃÃo proposta, cujos resultados experimentais de DHT nas tensÃes de linha na saÃda apresentaram o melhor desempenho para toda a faixa de Ãndices de modulaÃÃo comparadas Ãs tÃcnicas PSPWM, LSPWM-POD e CSV-PWM e uma reduÃÃo de atà 4,5% em relaÃÃo à HE-PWM. Isto comprova o estudo teÃrico realizado e sua aplicaÃÃo no inversor multinÃvel com capacitor flutuante de trÃs nÃveis. / Given the need to improve the existing technologies for electrical energy conversion into high power systems, this works purpose to design, analyze and implement a modulation technique that aims to reduce the output voltage harmonic content on the three-level flying capacitor multilevel inverter. Some of the various conventional modulation techniques (PSPWM, LSPWM, HE-PWM e CSV-PWM) have been analyzed and implemented in FPGA controller in order to compare their performance features with the proposed modulation technique. Furthermore, the losses study of the three-level flying capacitor multilevel inverter topology and the total harmonic distortion theoretical analysis of the proposed modulation technique have been made. Finally, the digital implementation of the techniques showed consistent results with experimentally obtained waveforms with high quality resolution. The comparison between the modulation strategies in the THD rates resulted positively for the proposed modulation, which THD experimental results in the line output voltage showed the best performance for all range of modulation indexes compared to techniques PSPWM, LSPWM-POD and CSV-PWM and the reduction of up to 4.5% better than HE-PWM. This proved the theoretical study done and its application in three-level flying capacitor multilevel inverter.

Este trabalho apresenta um estudo de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) no sistema elétrico industrial de uma concessionária geradora de energia elétrica do Brasil. O estudo teve enfoque na distorção harmônica gerada nos serviços auxiliares da usina termoelétrica. Para tanto, foi necessária a simulação e análise da planta da termoelétrica, com atenção nos serviços auxiliares pertencentes a ela, devido aos altos níveis de distorções harmônicas registrados. A simulação foi feita com o programa ATP (Alternative Transients Program) no domínio do tempo, através de sua interface gráfica, o ATP Draw. Nele foram modelados os principais componentes que pertencem ao Sistema Elétrico de Potência (SEP) em questão, como geradores, transformadores, linhas e cargas não lineares. Com a modelagem do SEP da termoelétrica, é possível determinar os níveis da distorção harmônica em diversos locais da planta, e aprofundar o estudo para que seja possível fazer a mitigação desses distúrbios. A diminuição da distorção harmônica junto ao aumento do fator de potência permite um melhor desempenho da usina, aumentando a faturamento da empresa através do aumento da energia entregue ao sistema elétrico. / This dissertation presents a study of Power Quality in an electrical system of a thermoelectric power plant in Brazil. The study focused on the harmonic distortion generated in the auxiliary services of the plant. Therefore, it was necessary to simulate and analyze the thermal plant, with attention to auxiliary services belonging to it, due to high levels of harmonic distortion registered. The simulation was performed using the ATP (Alternative Transients Program) in the time domain through its interface, the ATP Draw. It were modeled the main components that belong to the Power System in question, such as generators, transformers, lines and non-linear loads. With the modeling of the thermoelectric plant, is possible to determine the levels of harmonic distortion at various locations within the plant. The reduction of harmonic distortion along with the increase of power factor allows a better plant performance, increasing company revenue by increasing the energy delivered to the electrical system.

Neste trabalho será apresentado um estudo de caso sobre o cálculo da distorção harmônica gerada por um parque eólico através da sua modelagem nos domínios do tempo e da frequência. Será analisada a propagação das frequências harmônicas na rede básica e a influência da modelagem das linhas de transmissão nos resultados de distorção harmônica. Para este estudo serão utilizados os programas EMTP (ElectroMagnetic Transient Program) e HarmZs para as simulações no domínio do tempo e da frequência, respectivamente. Os parques eólicos simulados utilizam geradores do tipo multipolar síncrono, e para a sua conexão à rede elétrica um conversor de frequência. Os resultados obtidos com o programa EMTP serão comparados para validação com os dados obtidos através da simulação no domínio da frequência utilizando o programa de simulação HarmZ. Já a análise da propagação das frequências harmônicas será simulada somente no domínio do tempo. Assim, através dos resultados obtidos será possível comparar os programas de simulação, determinar os níveis de distorção harmônica em diversos pontos do sistema elétrico e a influência dos modelos utilizados. / This work will present a case study on the calculation of the harmonic distortion generated by a wind farm. Time and frequency domain simulations will be performed. Harmonic propagation will be analyzed. Furthermore, the influence of transmission lines and underground cables models will be verified when there are several frequencies present in the system. Softwares EMTP (ElectroMagnetic Transient Program) and HarmZs will be used for the simulations in the time and frequency domain, respectively. The simulated wind farm use multipolar synchronous generators and their connection to the grid is made through a frequency converter. The results obtained with EMTP will be compared for validation with the results obtained with HarmZs. Thus, by the obtained results it will be possible to compare simulation programs and to determine the levels of harmonic distortion at several points of the electrical system.

This master thesis was completed at Limes Audio in Umeå. Limes Audio are specialized in speech enhancement software which is mostly used in conference phones. Their software is used to reduce noise, echo cancellation as well as reduction of distortion. When a conference phone is malfunctioning it can be troublesome to find the cause of the problem. Common issues that lead to perceived poor audio quality are rattling plastics, loose parts and an environment with demanding acoustics. There is a need for automatic tests to run on conference phone which can diagnose audio quality and the acoustics of the environment where the conference phone is located in. A previous master thesis by Wilhelmsson called "Estimating Loudspeaker Distortion and Room Reverberation Time Using a Speakerphone" focused on evaluating several tests run in MATLAB for analyzing acoustic characteristics of a room. The goal of this thesis was to continue the work of the master thesis by Wilhelmsson. Previous tests served as a basis for this thesis. The tests where modified and rewritten in C and run on a Linux computer connected to a specific conference phone model. In the extended test made in this thesis using sine sweep signals, the reverberation time as well as the distortion for the conference phone setup was determined. The calculated reverberation time was compared to the results using Room EQ Wizard and gave almost identical results. Total harmonic distortion was not easy to relate to the perceived audio quality. There is a need to further develop methods to take into account other types of distortion than the total harmonic distortion. Rub & buzz is one kind of distortion that could be of interest. To investigate pass or fail thresholds for reverberation time as well as distortion is central for further development of this test software.

Neste trabalho será apresentado um estudo de caso sobre o cálculo da distorção harmônica gerada por um parque eólico através da sua modelagem nos domínios do tempo e da frequência. Será analisada a propagação das frequências harmônicas na rede básica e a influência da modelagem das linhas de transmissão nos resultados de distorção harmônica. Para este estudo serão utilizados os programas EMTP (ElectroMagnetic Transient Program) e HarmZs para as simulações no domínio do tempo e da frequência, respectivamente. Os parques eólicos simulados utilizam geradores do tipo multipolar síncrono, e para a sua conexão à rede elétrica um conversor de frequência. Os resultados obtidos com o programa EMTP serão comparados para validação com os dados obtidos através da simulação no domínio da frequência utilizando o programa de simulação HarmZ. Já a análise da propagação das frequências harmônicas será simulada somente no domínio do tempo. Assim, através dos resultados obtidos será possível comparar os programas de simulação, determinar os níveis de distorção harmônica em diversos pontos do sistema elétrico e a influência dos modelos utilizados. / This work will present a case study on the calculation of the harmonic distortion generated by a wind farm. Time and frequency domain simulations will be performed. Harmonic propagation will be analyzed. Furthermore, the influence of transmission lines and underground cables models will be verified when there are several frequencies present in the system. Softwares EMTP (ElectroMagnetic Transient Program) and HarmZs will be used for the simulations in the time and frequency domain, respectively. The simulated wind farm use multipolar synchronous generators and their connection to the grid is made through a frequency converter. The results obtained with EMTP will be compared for validation with the results obtained with HarmZs. Thus, by the obtained results it will be possible to compare simulation programs and to determine the levels of harmonic distortion at several points of the electrical system.

No description available.

No description available.

Thesis is devoted to a problem of Power Factor Correction on the low voltage level. It has still its own difficulties despite the fact that topic moved through long development. The main goal of this work is to offer reader variable procedure considering design process. It is based on use of measured data of network analyzer Meg30. The design algorithm has to share a maximum of eventual influencing factors. Therefore the body of master thesis goes through detailed analysis of Power Factor Correction.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Visando superar os desafios inerentes à conversÃo de energia elÃtrica em sistemas de alta potÃncia, minimizando as perdas e melhorando a qualidade da energia processada, este tra-balho tem por objetivo analisar e implementar uma tÃcnica de modulaÃÃo para ser aplicada nas duas topologias de inversores multinÃveis mais disseminadas - com neutro grampeado (NPC), e com capacitor flutuante (FC) - a fim de reduzir os esforÃos nos semicondutores, bem como melhorar o Ãndice de distorÃÃo harmÃnica da tensÃo de saÃda. Ao longo do trabalho foi evidenciada a necessidade da digitalizaÃÃo da tÃcnica proposta, visto que o desenvolvimento analÃgico da mesma acarretaria em um circuito complexo e de baixa confiabilidade. Dessa forma, escolheu-se como plataforma digital um FPGA, devido à sua facilidade de programa-ÃÃo e reconfiguraÃÃo, alÃm da alta velocidade e quantidade de pinos de entrada e saÃda. AlÃm da tÃcnica proposta, foram tambÃm desenvolvidas outras modulaÃÃes para fins de compara-ÃÃo, apresentando os padrÃes de chaveamento para cada uma delas, bem como o comporta-mento da corrente atravÃs dos semicondutores em cada perÃodo de chaveamento. Foi tambÃm realizada a anÃlise teÃrica das topologias e suas respectivas etapas de operaÃÃo, caracterÃsticas e levantamento das equaÃÃes que ditam a anÃlise das perdas para as diferentes situaÃÃes de tÃcnicas aplicadas a cada uma das estruturas. O desenvolvimento digital das tÃcnicas mostrou-se correta atravÃs da anÃlise das formas-de-onda colhidas por meio de um circuito digital-analÃgico. AlÃm disso, a comparaÃÃo da aplicaÃÃo dessas modulaÃÃes em inversores a trÃs nÃveis NPC e FC de 6 kW mostrou-se favorÃvel à tÃcnica proposta em termos de eficiÃncia e reduÃÃo da distorÃÃo harmÃnica em ambas as topologias, comprovando sua utilidade em con-versores multinÃveis de alta potÃncia. Por fim, foi apresentado o desenvolvimento da tÃcnica proposta em inversores com mais de trÃs nÃveis, onde se pode comprovar sua eficiente aplica-ÃÃo para tais fins, bem como sua expansibilidade para inversores de n nÃveis. / In order to overcome the challenge of processing electric energy in high power systems with minimal losses and high energy quality, this work presents the implementation and anal-ysis of a modulation technique applicable on both most well-known multilevel inverter struc-tures - neutral point-clamped (NPC), and flying capacitors (FC) - to reduce the stresses across the semiconductors devices, and to improve the total harmonic distortion of the output volt-age. Throughout the work, the necessity to digitalize the proposed technique has been evi-denced due to the high complexity and low reliability inherent to the analogical approach. Thus, the digital controller FPGA has been chosen, as it is easy to program and reconfigure, works at high speed, and has a lot of input and output pins. Additionally, other modulation techniques were also implemented to compare their performance with the proposed one, pre-senting the switching patterns and the behavior of the electrical currents through the semicon-ductors for each modulation. A theoretical analysis was also performed for both topologies and their respective operation principle, characteristics, and equations used on the losses anal-ysis for the different combinations of modulation applied to each structure. Finally, the digital development of the various techniques has proved to be correct by observing the waveforms obtained through the digital/analogical circuit. Besides, the comparison of the modulation techniques on 6 kW NPC and FC three-level prototype inverters proved to be favorable to the proposed technique in terms of efficiency and total harmonic distortion reduction on both topologies, confirming its usefulness on high power multilevel converters. At last, it was pre-sented the application of the proposed modulation technique to inverters with more than three levels, where it was observed its eligibility for n-levels topologies.