Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The growing global demand for electricity, increasing scarcity of the conventional
energy sources and the need to reduce environmental impacts contributed to the pronounced
development of new technologies based on clean and renewable energy sources. In this
context, the wind power is the technology that has had a greater development in recent
decades. This source has played an important role in the advancement of alternative sources in
the world energy matrix, because the technology is already consolidated and is economically
viable. Accompanying the technological development of the alternative sources, the induction
generator has stood out among the generators with the technology best suited to generating
electricity for isolated energy systems. With this motivation, this thesis proposes a new
configuration for an isolated wind energy conversion system using variable speed turbines, in
which the induction generator is electronically excited by means of a static compensator.
Also, the generator is associated to a shunt active filter for compensation of non-linear and
unbalanced loads, and with a battery bank for energy storage and DC bus stabilization. It is
also discussed the main problems with the induction generator related to the magnetization
characteristic and its dynamic model, and the proposed solutions to mitigate these problems.
The results confirm the effectiveness of the proposed wind energy conversion system,
showing its operational capability with variable load and variable turbine speed. Finally it is
presented the main conclusions of this work and suggestions for future works in the same line
of research. / O crescente aumento da demanda mundial de energia elétrica, a escassez cada vez
maior das fontes convencionais de energia e a necessidade de redução dos impactos
ambientais contribuíram para o acentuado desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em
fontes limpas e renováveis. Neste contexto, a energia eólica foi uma das tecnologias que mais
se desenvolveu nas últimas décadas. Esta fonte tem desempenhado importante papel no
avanço das fontes alternativas na matriz energética mundial, pois é uma tecnologia já
consolidada e viável economicamente. Acompanhando o desenvolvimento tecnológico das
fontes alternativas, o gerador de indução tem se destacado dentre as tecnologias de geradores
mais adequadas para sistemas isolados de geração de energia elétrica. Com esta motivação,
esta tese propõe uma nova configuração de conversão de energia eólica isolada, utilizando
turbinas de velocidade variável, na qual o gerador de indução é excitado eletronicamente por
meio de um compensador estático. Ainda mais, o gerador é associado a um filtro ativo shunt
para a compensação de cargas não-lineares e desbalanceadas e a um banco de baterias para
armazenamento de energia e estabilização do barramento cc, comum aos conversores. São
discutidos os principais problemas relacionados ao gerador de indução para esta aplicação
através da característica de magnetização e do seu modelo dinâmico, com as soluções
propostas para mitigar estes problemas. Os resultados práticos e de simulação obtidos
comprovam a efetividade da configuração de conversão de energia eólica proposta, mostrando
a capacidade de operação do gerador com carga variável e velocidade variável da turbina. Por
fim são apresentadas as principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros na mesma
linha de pesquisa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3681 |
| Date | 01 March 2013 |
| Creators | Trapp, Jordan Gustavo |
| Contributors | Farret, Felix Alberto, Campos, Alexandre, Marra, Enes Gonçalves, Parizzi, Jocemar Biasi, Flores Filho, ály Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 449b5fdb-0727-4d8d-9981-12bed67e373b, a08aef48-0ebf-49b6-89bb-724dbac5e91f, 49d78148-6c67-4885-91cc-886d9c1540ad, 90dfe8bc-3221-4dc5-a535-c87e3e231c36, 546cfca2-1a68-45eb-a420-c2379663acff, 4ce96ce4-6b0e-4c42-bbea-ea438bf994bc |
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