Orientador: Dr. Alfeu J. Sguarezi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / Neste trabalho apresenta-se uma configuração do sistema de armazenamento de
energia com baterias aplicado a sistemas de geração de energia eólica empregando
conversores de fonte Z conectados à rede elétrica. Os geradores de indução gaiola de
esquilo, são frequentemente utilizados nos sistemas de geração de energia eólica, por
sua robustez, simplicidade, peso menor e custo baixo. Este é conectado diretamente
ao conversor de potência bidirecional back to back, pode fornecer potências ativa e
reativa à rede elétrica. Além disso, é estudado o conversor de fonte Z aplicado nesta
topologia. No entanto, a implantação de sistemas de armazenamento de energia
com baterias nos sistemas de geração de energia eólica na atualidade é muito importante,
devido à possibilidade de oscilações da tensão e corrente na rede elétrica,
portanto, estes podem ajudar à estabilização das tensões, correntes e a frequência na
rede elétrica. Este sistema é conectado ao conversor back to back por meio de um
conversor elevador-abaixador de corrente contínua. Para controlar a velocidade no
eixo do rotor no gerador de indução, a estratégia é baseada no controle direto de torque.
Enquanto, para o conversor do lado da rede é empregada a técnica de controle
orientado pela tensão. Para o banco de baterias é utilizado o controle da tensão no
barramento de corrente contínua e do fluxo na corrente da bateria, utilizando controladores
do tipo PI. Com os novos desenvolvimentos tecnológicos nas chaves de
potência, são apresentadas topologias de conversores CC-CA como o conversor de
fonte Z, este tipo de conversor corrige algumas limitações do conversor back to back,
com as características de elevador/abaixador de tensão, sem o uso de dispositivos de
comutação, são permitidos os curto-circuitos na chaves, empregando novas técnicas
de modulação, e reduz a quantidade harmônica injetada na rede elétrica. Os estudos
foram realizados por meio de técnicas de simulação computacional usando modelos
matemáticos do sistema estudado para a validação das estratégias de controle empregadas
em diferentes condições de operação. Para as simulações empregou-se a
ferramenta computacional SimPowerSystems
R do Matlab/Simulink
R . / This paper presents a battery energy storage system applied to wind power generation
based on Z-source inverter connected to the power grid. The squirrel cage
induction generators, often used in wind power generation systems, for its robustness,
simplicity, lower weight and low cost. This is connected directly to the bidirectional
power converter back to back, therefore, and provides active and reactive
powers to grid. In addition, it is studied the Z-source inverter applied in this topology.
However, the implementation of battery energy storage systems in wind power
generation systems, currently is very important, due to possibility of the voltage and
current fluctuations in the power grid, so these may to stabilisation of current, voltage
and frequency on the grid. This system is connected to back to back converter
through a DC-DC converter (buck-boost). For the rotor speed control on induction
generator, the strategy is based on direct torque control. While, for the grid side
converter is employed the technique of voltage oriented control. For the battery
bank voltage control is used on DC-link voltage and battery current flow, through
PI type controllers. With the new technological developments in the keys of power,
DC converters topologies are presented as the Z-source inverter, this type converter
fixes some limitations of the converter back to back, with the characteristics of
buck-boost voltage, without the use of switching devices, allowed short-circuits on
converter, using new modulation techniques, and reduces the amount injected harmonic
to power grid. The studies were performed by means of computer simulation
techniques using mathematical models of studied system to validate the control strategies
employed in different operating conditions. For the simulations was used the
computational tool SimPowerSystems
R do Matlab/Simulink
R .
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:100941 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Navas, Michael Andrés Hernández |
| Contributors | Sguarezi Filho, Alfeu Joãozinho, Altuna, José Alberto Torrico, Salles, Maurício Barbosa de Camargo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 155 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=100941&midiaext=72277, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=100941&midiaext=72278, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=100941 |
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