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Previous issue date: 2014 / Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de projeto de estabilizadores de
sistemas de potência baseada em teoria de sistemas de ordem fracionária (ESP-OF). A
estratégia é baseada em uma generalização do projeto de compensadores do tipo rede avançoatraso
(lead-lag) para o domínio de funções de transferência de ordem fracionária. Uma nova
variável de projeto, a qual define a ordem da dinâmica fracionária do controlador, é
sintonizada para se obter um compromisso entre um bom desempenho no amortecimento do
modo eletromecânico dominante e uma robustez ampliada do ESP-OF. O desempenho do
ESP-OF foi avaliado experimentalmente, em um sistema de potência em escala reduzida,
localizado no Laboratório de Sistemas de Potência da Universidade Federal do Pará. A
referida planta de teste apresenta uma estrutura típica do tipo gerador síncrono conectado a
um barramento infinito e exibe um modo dominante de oscilação eletromecânica, de
amortecimento extremamente reduzido, cujo valor da frequência natural é em torno de 1,2 Hz.
O ESP-OF foi então projetado para ampliar o amortecimento relativo desse modo alvo, para
toda a faixa de operação admissível. Para fins de implementação prática, primeiramente
foram realizados testes experimentais para a identificação de um modelo nominal da planta,
sob a forma de uma função de transferência pulsada, para uso na fase de projeto. O modelo
obtido experimentalmente foi então validado e posteriormente utilizado tanto para o projeto
do ESP-OF quanto para o projeto de um ESP convencional (utilizado para fins de comparação
de desempenho). As leis de controle amortecedor do ESP-OF foram calculadas, convertidas
para a forma de equações a diferenças e, subsequentemente, embarcadas em sistema digital
baseado em microcontrolador DSPIC. Diversos testes de resposta ao impulso foram realizadas
sob diferentes condições operacionais. As respectivas respostas dinâmicas dos sinais de saída
da planta (desvio de potencia ativa) e do esforço de controle foram registradas para fins de
análise. Os resultados experimentais mostraram que o ESP fracionário apresentou um
desemprenho dinâmico e robustez similar em comparação com o desempenho obtido por um
ESP convencional, para toda a faixa de operação investigada. / In this work, a new project methodology was proposed to tune power systems
stabilizers (PSS) based on fractional order systems theory (FOPSS). The strategy is based in a
generalization of Lead-Lag compensators type project to fractional order transfer function
domain. A new project variable, which defines the controller fractional order, is tuned to
obtain a good compromise between the damping fulfillment of dominant electromechanical
mode and the FOPSS amplified robustness. FOPSS performance was experimental evaluated,
in a small-scalled system, located at Power Systems Laboratory of Federal University of Para.
This test plant present a typical structure of synchronous generator connected to infinite bus
and exhibits a decreased damping electromechanical dominant mode, whose around 1,2 Hz
natural frequency value. So FOPSS was designed to improve relative damp of mode target,
for all admissible operation range. For practical intent , first experimental tests was made to
identify a plant nominal model in the form of a pulse transfer function, used in FOPSS
project. This obtained model was validated and then used both to FOPSS project and
conventional PSS (applied to performance comparison). The damp control rules of FOPSS
were calculated, and then converted to difference equations, and subsequently, embedded in
digital systems based on DSPIC microcontrollers. A couple of impulse test were made under
different operational conditions. Respective dynamical responses data of plant output signals
(active power deviation) and control effort were saved to analysis purposes. The experimental
results showed that FOPSS presented a greater robustness and a similar performance
compared to dynamical performance of conventional PSS, for all investigated operation
range.
Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/5831 |
Date | 11 August 2014 |
Creators | AYRES JÚNIOR, Florindo Antonio de Carvalho |
Contributors | BARRA JUNIOR, Walter |
Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
Language | Portuguese |
Detected Language | Portuguese |
Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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