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http://hdl.handle.net/1843/33443| Tipo: | Tese |
| Título: | Estudo de um transformador eletrônico baseado em topologia de conversores modulares para aplicação em sistemas de microrredes |
| Autor(es): | Welbert Alves Rodrigues |
| primer Tutor: | Lenin Martins Ferreira Morais |
| primer miembro del tribunal : | Seleme Isaac Seleme Júnior |
| Segundo miembro del tribunal: | Sidelmo Magalhães Silva |
| Tercer miembro del tribunal: | Ernane Antônio Alves Coelho |
| Cuarto miembro del tribunal: | Clodualdo Venicio de Sousa |
| Quinto miembro del tribunal: | Thiago Ribeiro de Oliveira |
| Resumen: | Recentemente o transformador eletrônico (SST, do acrônimo Solid State Transformer ) tem atraindo muita atenção da comunidade científica, devido ao seu grande potencial de aplicação nas futuras redes inteligentes. Ele é considerado o elemento chave para se criar a interface para conexão do sistema de microrredes `a rede de distribuição da concessionária local. Permitindo, assim, a integração plug-and-play com múltiplas fontes de energias renováveis, elementos armazenadores de energia e sistemas de distribuição em corrente contínua. A sua principal vantagem em relação ao transformador convencional é a redução substancial de peso e volume. No entanto, por se tratar de um equipamento compostos essencialmente por eletrônica de potência também ´e capaz de atuar de forma ativa no sentido de melhorar a qualidade da energia da rede. No presente trabalho é feito um estudo e análise de diferentes topologias para o projeto do SST, em que ´e definida a topologia de três conversores conectados em cascata. Os níveis de tens˜ao do sistema de distribuição são elevados, portanto, é proposto a aplicação de estruturas de conversores modulares para o seu projeto, que consiste na associação de vários módulos com conversores de menor potência. Essa estrutura apresenta muitas vantagens, no entanto, tolerâncias de componentes e incompatibilidades entre módulos podem levar ao desequilíbrio de tens˜ao do barramento c.c. e a distribuição desigual do fluxo de potência em cada módulo. Neste contexto, o trabalho propõe uma estratégia de controle descentralizada baseado em droop adaptativo, capaz de promover o equilíbrio de tensão e potência entre os módulos do SST, sem depender de uma rede de comunicação. O comportamento da estratégia proposta ´e avaliado por meio de simulação do modelo chaveado do SST no MAviii TLAB/Simulink. A estratégia também é avaliada a partir dos resultados de simulação em tempo real obtidos a partir de uma plataforma baseada em Hardware-In-the-Loop (HIL), em que se tem o modelo matem´atico dos conversores e das malhas de controle embarcados em um DSP (Digital Signal Processor ). |
| Abstract: | Recently the Solid State Transformer (SST) has attracted much attention from the scientific community, due to its great potential of application in future intelligent grids. It is considered the key element to create the interface for connecting the microgrid system to the distribution network of the local utility. This enables plug-and-play integration with multiple sources of renewable energy, energy storage elements and DC distribution systems. Its main advantage over the conventional transformer is the substantial reduction in weight and volume. However, as it is an equipment essentially composed by power electronics is also able to actively act in the direction of improve the quality of grid power. In the present work a study and analysis of different topologies for the SST project is made, in which the topology of three converters connected in cascade is defined. The voltage levels of the distribution system are high, therefore it is proposed the application of modular converter structures for its design, which consists of the association of several modules with lower power converters. This structure has many advantages, however, component tolerances and incompatibilities between modules can lead to DC voltage unbalance and the uneven distribution of power flow drained by each module. In this context, the work proposes a strategy of decentralized control based on adaptive droop, capable of promoting the balance of voltage and power between the SST modules, without depending on a communication network. The behavior of the proposed strategy is evaluated through simulation of the SST switched model in MATLAB/Simulink. The strategy is also evaluated from the real-time simulation results obtained from a hardwarein-the-loop (HIL) based platform, which has the mathematical model of the converters x and the control loops embedded in a Digital Signal Processor (DSP). |
| Asunto: | Engenharia elétrica Transformadores eletrônicos Conversores de corrente elétrica |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Institución: | UFMG |
| Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/33443 |
| Fecha del documento: | 6-dic-2018 |
| Aparece en las colecciones: | Teses de Doutorado |
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