Στις μέρες μας, τα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας περιλαμβάνουν μονάδες παραγωγής και φορτία που χρησιμοποιούν συσκευές με ηλεκτρονικά ισχύος σε ολοένα και αυξανόμενο βαθμό. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να εμφανίζονται στο δίκτυο μη ημιτονοειδείς κυματομορφές τάσεων και ρευμάτων. Ως γνωστόν, υπό ημιτονοειδείς συνθήκες ο υπολογισμός της ενεργού ισχύος, της αέργου ισχύος και του συντελεστή ισχύος αρκούν για την κατανόηση της ροής ενέργειας ενός συστήματος. Παρ’όλα αυτά, σε μη ημιτονοειδείς συνθήκες οι κλασσικές έννοιες της ενεργού και αέργου ισχύος δεν είναι χρήσιμες. Στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η ανάδειξη αυτού του προβλήματος καθώς και η θεμελίωση της θεωρίας στιγμιαίας ισχύος, η οποία αποτελεί βασική θεωρία ανάλυσης των σύγχρονων τριφασικών συστημάτων. / Nowadays, power systems include production units and loads using power electronic devices in an increasing rate. Thus,non sinusoidal voltages and currents appear in the network. In sunusoidal conditions the calculation of active power, reactive power and power factor are sufficient for understanding the energy flow of the system. Although, in non-sinusoidal conditions the classical theory is not sufficient to describe the energy flow in the system. The purpose of this thesis is to highlight this problem and present the instantaneous power theory, which is the basic theory of modern analysis of three phase systems.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho propÃe o projeto de uma UPQC-UPS monofÃsica de 1,4 kVA e alta eficiÃncia com capacidade de filtragem ativa atravÃs de dois conversores conectados em sÃrie e em paralelo. Com esta topologia, à possÃvel obter uma elevada eficiÃncia e combinar as vantagens dos tipos de UPS on-line e line-interactive, melhorando, ao mesmo tempo, a qualidade de energia da rede e protegendo as cargas de harmÃnicos e oscilaÃÃes de tensÃo. As referÃncias de compensaÃÃo dos conversores sÃrie e paralelo sÃo gerados utilizando a Teoria p-q, que propÃem um conjunto de definiÃÃes para lidar com sistemas elÃtricos sob condiÃÃes nÃo-senoidais. De acordo com os resultados de simulaÃÃo, foi comprovado que, quando os conversores sÃrie e paralelo estÃo em funcionamento, a corrente de entrada do sistema possui baixa taxa de distorÃÃo harmÃnica (TDHi) e o sistema apresenta um fator de potÃncia elevado, mesmo para cargas nÃo-lineares. AlÃm disso, à fornecida à carga uma tensÃo senoidal com baixa taxa de distorÃÃo harmÃnica (TDHv) e com valor eficaz fixo mesmo com oscilaÃÃes na tensÃo de entrada, tanto no modo rede como no modo bateria. SimulaÃÃes foram desenvolvidas no software PSCAD/EMTDC. / This work proposes the design of an UPQC-UPS high efficiency single phase 1.4 kVA with active filter capabilities throughout the parallel and series converters. With this topology, it is possible to obtain high efficiency and combine the advantages of both on-line and line interactive UPS systems improving, at the same time, the grid energy quality. The series/parallel compensation references were generated using the p-q Theory which defines a joint of power definitions to deal with electric systems under non-sinusoidal conditions. According to the simulation results, it was shown that the system input current has a low total harmonic distortion (THDi) and it presents high power factor. Also, the load voltage has a sinusoidal shape with low total harmonic distortion (THDv), both in its grid and battery mode operation. Such simulations were developed in the software PSCAD/EMTDC.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-24T20:26:56Z No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T15:21:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T15:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta uma estratégia para controlar um filtro ativo de potência (FAP) paralelo bifásico a três fios. A aplicação desse FAP pode ser implementada como uma funcionalidade extra do conversor fonte de tensão do sistema de propulsão de veículos elétricos (VE), o que seria útil para compensar instalações elétricas residenciais e comerciais com fornecimento de energia bifásico a três fios. Apresenta-se o princípio de funcionamento do FAP bifásico e é tratada sua modelagem matemática. É feita uma revisão dos conceitos de potências instantâneas p e q em sistemas monofásicos, a chamada teoria p–q monofásica. É mostrada ainda a interpretação dessas grandezas e sua relação com as potências ativa e reativa convencionais. Em seguida, são feitas adaptações na implementação dessa teoria. A principal adaptação está na forma de implementar as transformações αβ monofásicas. Com essas adaptações, a teoria p–q modificada é utilizada para descrever o algoritmo de controle desenvolvido para o FAP bifásico. A estratégia de compensação adotada consiste na compensação de todas as componentes harmônicas de corrente, da potência reativa e na equalização das correntes nas fases envolvidas. São apresentados resultados obtidos em estudos de simulação da operação do FAP bifásico em regime permanente e sob transitórios das cargas. O trabalho mostra ainda alguns resultados experimentais do FAP em operação. Conclui-se que os resultados obtidos validam o princípio de operação do FAP bifásico e a estratégia de controle proposta. / This thesis presents an strategy to control a two–phase, three-wire shunt active power filter (APF). This APF can be implemented as an extra functionality of the embedded voltage source converter in the propulsion system of an electric vehicle (EV). This application would be useful in the compensation of residential and commercial electrical installations fed by a two–phase three–wire grid connection. The working principle of shunt two-phase APF is presented and its mathematical models are also treated. Concepts of the instantaneous powers p and q, called single-phase p–q theory, are reviewed. The relationship between these quantities and the conventional active and reactive powers is discussed. Then, some adaptations are done in the implementation of such theory. The main one is related to the implementation method of singlephase αβ transformations. After these adaptations, the modified p–q theory is used to described the developed algorithm to control the two–phase APF. The adopted control strategy consists of compensating all current harmonics and reactive power, as well as equalizing currents in involved phases. Simulation results are presented to show the APF operation in steady-state and under load changes. Yet, some experimental results are presented to show the APF in operation. The obtained results validate the presented working principle and the control strategy proposed in this thesis.