Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Com a crescente aplicação de centrais eólicas para produção de energia elétrica, seja por motivos ecológicos ou de outras ordens, a influência dessas fontes de geração sobre o comportamento do sistema de potência tem se tornado cada vez mais significativa. Por esta razão, os procedimentos de rede de diversos países foram revisados de modo a incluir critérios específicos para a conexão de centrais eólicas à rede. Dentre esses critérios, destacase a exigência de que as novas centrais eólicas devem ter capacidade de se manterem conectadas durante afundamentos momentâneos de tensão, geralmente causados por curtocircuitos. Dessa maneira, esta dissertação apresenta uma comparação entre os procedimentos de rede brasileiro e de alguns países com tradição em energia eólica. Além disso, é realizada uma avaliação dos principais efeitos de curto-circuitos na rede elétrica sobre a capacidade de centrais eólicas se manterem em operação, com o objetivo de melhorar o desempenho da rede elétrica durante e após a falta. Para as análises de desempenho, as ferramentas de simulação ANATEM e ATP foram usadas, com a modelagem de turbinas eólicas com as tecnologias do tipo gerador de indução conectado diretamente à rede e gerador síncrono conectado à rede através de conversor de freqüência. Como resultado, essa dissertação contribui para uma melhor avaliação do comportamento das turbinas eólicas, permitindo a identificação dos principais fatores que levam as turbinas conectadas à rede com conversores de freqüência plenos a ter melhor desempenho quanto à operação durante curto-circuitos prolongados

Sistemas de operação remota e supervisão de iluminação pública são compostos por dispositivos acoplados aos pontos de luz interligados via rede, e aplicativos que são executados em computadores que indicam problemas nos pontos de iluminação e apuram o valor do consumo de energia. Estudar as tecnologias dos trabalhos correlatos, propor um sistema dedicado para iluminação pública e implantar o sistema proposto em um teste piloto para avaliação das características de operação e supervisão são os objetivos do trabalho. A arquitetura do sistema proposto é modular e expansível. O modelo baseado em células permite que novos conjuntos de dispositivos possam ser adicionados de acordo com a demanda. No desenvolvimento do trabalho a linguagem C# é adotada para desenvolver a operação e supervisão através do padrão CyberOPC (Cybernetic OPC) e arquivos do tipo XML são aplicados para descrição dos dispositivos e definição da topologia da rede. Os resultados obtidos em simulação e no teste piloto validam a metodologia e arquitetura proposta. / Systems of remote operation and supervision of public lighting are composed of devices attached to the light points interconnected via a network, and applications that run on computers that indicate problems with lighting points and discharge the amount of energy consumption. Studying the related works technologies, propose a system dedicated to public lighting and deploy the proposed system in a pilot test to evaluate the operating characteristics and supervision are the objectives of the work. The architecture of the proposed system is modular and expandable. The cell-based model allows new sets of devices can be added according to demand. In developing the work the C # language is adopted to develop the operation and monitoring via standard CyberOPC (Cybernetic OPC) and XML file types are applied to the device description and definition of the network topology. The results obtained from simulation and from the test pilot validate the methodology and the proposed architecture.

Sistemas de operação remota e supervisão de iluminação pública são compostos por dispositivos acoplados aos pontos de luz interligados via rede, e aplicativos que são executados em computadores que indicam problemas nos pontos de iluminação e apuram o valor do consumo de energia. Estudar as tecnologias dos trabalhos correlatos, propor um sistema dedicado para iluminação pública e implantar o sistema proposto em um teste piloto para avaliação das características de operação e supervisão são os objetivos do trabalho. A arquitetura do sistema proposto é modular e expansível. O modelo baseado em células permite que novos conjuntos de dispositivos possam ser adicionados de acordo com a demanda. No desenvolvimento do trabalho a linguagem C# é adotada para desenvolver a operação e supervisão através do padrão CyberOPC (Cybernetic OPC) e arquivos do tipo XML são aplicados para descrição dos dispositivos e definição da topologia da rede. Os resultados obtidos em simulação e no teste piloto validam a metodologia e arquitetura proposta. / Systems of remote operation and supervision of public lighting are composed of devices attached to the light points interconnected via a network, and applications that run on computers that indicate problems with lighting points and discharge the amount of energy consumption. Studying the related works technologies, propose a system dedicated to public lighting and deploy the proposed system in a pilot test to evaluate the operating characteristics and supervision are the objectives of the work. The architecture of the proposed system is modular and expandable. The cell-based model allows new sets of devices can be added according to demand. In developing the work the C # language is adopted to develop the operation and monitoring via standard CyberOPC (Cybernetic OPC) and XML file types are applied to the device description and definition of the network topology. The results obtained from simulation and from the test pilot validate the methodology and the proposed architecture.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis addresses the main issues regarding the operation of full power converters wind turbines connected to the grid under balanced and unbalanced voltage sags. In the past, the grid codes allowed wind turbines to be disconnected during voltage and frequency disturbances. However, recently, grid codes updates often require that wind turbines remain connected during voltage sags aiming to provide voltage back-up support. Furthermore, some specific criteria establish that wind turbines should be able to utilize part of its current capability to promote the voltage back-up during unbalanced voltage sags. To guarantee the grid connected converter operation, even with voltage sags that lead to zero-voltage situations and unbalanced voltage conditions, a synchronous frame PLL with a very low time constant is designed and adapted with a Kalmam filter synchronization system. This thesis propose a two stages synchronization for grid connected converters that is able to ensure proper operation of the converter even when voltage on the converter terminals has temporarily falling down to zero. This goal is meet with a synchronous frame PLL with a very low time constant adapted with a Kalmam filter synchronization system. This composed synchronization system allows the converter control system to get the positive and negative sequences voltages components, that are necessary to the output power control even under severe voltage dips. Moreover, an anti windup is adapted to operate with a resonant current controller enabling the minimization of the saturation in the control action during voltage transients. During unbalanced voltage dips, the injection of unbalanced currents to the voltage back-up support becomes a good alternative to reduce the imbalance factor of the grid voltages. However, it is necessary to limit the maximum current output of the converter to avoid undesirable protection trips. This thesis proposes a strategy that limite the output currents allowing the use of the converter full current capacity during unbalanced voltage sags support. To achieve this goal, the current references are divided into three parts. The former is associated with the active power reference synchronized with the positive sequence voltage. The second is the reactive power synchronized with the positive sequence voltage and the third is the reactive power synchronized with the negative sequence voltage. The strategy propose the computation of th reactive power references by the positive and negative sequence voltages on the PPC in order to not overpass the converter current limits. Experimental and simulation results corroborate the contributions of this thesis. / Esta tese trata do problema de operação de aerogeradores com conversores plenos conectados à rede durante afundamentos de tensão equilibrados e desequilibrados. Inicialmente, os códigos de rede permitiam a desconexão dos aerogeradores durante distúrbios de frequência ou durante afundamentos de tensão. Entretanto, a presente tendência dos requisitos de conexão em diversos países obriga os aerogeradores a permanecerem conectados a contribuição destes com injeção de corrente reativa visando dar suporte à tensão. Além disso, alguns critérios especifícos estabelecem que aerogeradores devem ser capazes de utilizar parte de sua capacidade de corrente para promover o suporte de reativos também durante afundamentos desequilibrados. Nesta tese é apresentado um método de sincronismo composto baseado em filtro de Kalman e aplicado para conversores conectados à rede durante afundamentos de tensão que possam levar a tensão a zero no ponto de conexão. Este possibilita a obtenção das componentes de sequência e as suas tensões em quadratura de maneira simples, além de apresentar um bom desempenho dinâmico durante afundamentos desequilibrados. Além disso, uma estrutura anti windup é adaptada para operar com um controlador ressonante de corrente possibilitando a minimização da saturação da ação de controle na síntese das correntes de saída. Uma vez que o conversor do lado da rede é capaz de operar em condições severas de maneira adequada, a injeção de corrente reativa de forma a minimizar a tensão se sequência negativa no ponto de conexão é uma possibilidade para a diminuição do fator de desequilíbrio. Entretanto é necessário limitar as correntes máximas de saída do conversor. Esta tese propõem uma estratégia de limitação de corrente para conversores conectados à rede que possibilita o uso da plena capacidade de corrente do conversor na injeção de correntes desequilibradas para o suporte de tensão. Para atingir esse objetivo, as referências de corrente são dividas em três partes e com objetivos distintos. A primeira é associada a potência ativa sincronizada com a tensão de sequência positiva. A segunda representa a parcela de potência reativa sincronizada com a tensão de sequência positiva e a terceira parcela representa a potência reativa sincronizada com a tensão de sequência negativa. Pelo cômputo da norma máxima das correntes por uma expressão genérica é possível determinar as correntes de referência que respeitam os limites de corrente do conversor. Resultados de simulação e experimentais corroboram as contribuições desta tese.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Doutor em Ciências / Transformadores de potência são dispositivos essenciais aos sistemas elétricos e constituem-se num dos seus componentes de maior custo. Entretanto, verifica-se ainda, grandes carências e lacunas a serem exploradas quando se trata do estudo dos efeitos danosos ocorridos em seus enrolamentos em função dos elevados esforços eletromecânicos internos. Dentre elas, destaca-se a escassez de trabalhos que abordam temas voltados para a obtenção de curvas de suportabilidade mecânica de enrolamentos de transformadores. Neste sentido, esta tese tem por objetivo propor uma metodologia analítica para estimar os limites de suportabilidade mecânica de enrolamentos de transformadores e produzir curvas que permitem analisar a redução de vida útil do equipamento, quando estes são submetidos a elevados esforços advindos das correntes de energização e de curto circuito externo. Complementando os aspectos citados, os valores obtidos pela metodologia analítica são confrontados com os resultados experimentais e aqueles oriundos de simulações computacionais. Para as análises e os estudos vinculados com os aspectos mecânicos utilizou-se um programa reconhecido internacionalmente baseado no método dos elementos finitos na sua versão tridimensional (COMSOL).