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Tipo: Dissertação de Mestrado
Título: Análise de estabilidade e desempenho de técnicas de paralelismo semcomunicação aplicadas a sistemas UPS não idênticas
Autor(es): Everthon de Souza Oliveira
Primeiro Orientador: Leonardo Antonio Borges Torres
Segundo Orientador: Luis Antonio Aguirre
Primeiro membro da banca : Paulo Fernando Seixas
Segundo membro da banca: Edgar Campos Furtado
Resumo: O aumento da demanda por energia elétrica de qualidade e a necessidade crescente de se aproveitar fontes de energia alternativas, tem motivado inúmeros trabalhos sobre o paralelismo de sistemas UPS (Uninterruptible Power Supply). Neste contexto, técnicas tem sido desenvolvidas para o paralelismo e análise de estabilidade de sistemas UPS sem comunicação, os quais não trocam explicitamente informações entre si para o estabelecimento da condição de sincronismo no sistema. Contudo, a maioria dessas técnicas considera as UPS idênticas, o que na prática é quase impossível, uma vezque os valores reais dos componentes raramente são iguais. Este trabalho apresenta um estudo sobre a sincronização e estabilidade de UPS não idênticas (com pequenas divergências paramétricas) acopladas a um barramento de carga, assumindo cada unidade como um oscilador não linear. É feita uma breve revisão das técnicas deparalelismo de UPS sem comunicação baseadas no método de Curvas de Decaimento (Droop Method) e das metodologias de análise de sinais de potências ativa e reativa. Foramestipuladasmétricas que permitiram comparar, por meio de análise Monte Carlo baseada em resultados de simulação, a robustez de alguns métodos de sincronização quanto à imprecisão paramétrica e presença de ruídos nas medições, e o quanto esses fatores alteram a qualidade da energia fornecida. As técnicas testadas se mostraram robustas para os níveis de incerteza e ruído testados. O método de análise de estabilidade utilizando multiplicadores de Floquet, adaptado para o caso não idêntico, é também apresentado neste trabalho, tendo como principais limitações a necessidade de se conhecer previamente a trajetória síncrona do sistema e a hipótese de erro de sincronismo periódico. A despeito disso, o fato do comportamento síncrono, para pequenas variações de parâmetros, ser diverso do comportamento alvo, não parece afetar significativamente a análise de estabilidade por meio desta técnica, o que permitiu obter numericamente faixas de parâmetros para as UPS correspondentes aregiões em que o comportamento síncrono é estável.
Abstract: The increase on the demand for high quality electrical energy supplies and the increasing use of alternative energy sources has motivated several works on the parallel operation of UPS (Uninterruptible Power Supply) systems. In this context, some techniques have been developed for the stability analysis of parallel operation, without communication, of UPS systems. In this specific case there is no explicit exchange ofinformation among the UPS units to achieve the synchronization condition in the whole system. In the theoretical analysis of such systems, in most of these techniques, it is usual to consider that the UPS units are identical, which is a very restrictive condition in real applications. In this dissertation the stability analysis of the synchronization condition is presented taking into consideration small parametric mismatches among the UPS units, while they are connected to a common power bus supplying energy to the same load, and assuming that each unit behaves as a nonlinear oscillator. After a brief review of the UPS parallel operation techniques without communication, which are based on the so-called Droop Method that depends on estimates of the active and reactive powers delivered by each UPS unit, some metrics are proposed to compare, by means of MonteCarlo analysis basedon simulation results, the performance robustness to parametric mismatch and presence of noise on the measurements. Finally, it is shown that the tested techniques, for the levels of parametric uncertainty and measurementadditive noise considered, seems to be robust. The method of stability analysis using Floquet multipliers, adapted for the non identical UPS units case, is also presented in this work. The main limitations of this stability analysis technique is the necessity of prior knowledge on the synchronous trajectory of the system, and the assumption of periodic synchronization error. Although the synchronous behavior corresponding to small changes in the parameters is different from the target behavior, such fact seems to not affect the qualitative analysis based on this technique, and therefore synchronous stabilityregions in the UPS units parameter space could be obtained for the non identical case.
Assunto: Energia eletrica
Engenharia elétrica
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-97SF2N
Data do documento: 28-Fev-2012
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