Desenvolvimento de um protótipo de sistema de geração eólica utilizando gerador de indução duplamente alimentado
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Development of a prototype of wind generation system using doubly-fed induction generator
Primeiro orientador
Membros da banca
João Lucas da Silva
Clodualdo Venicio de Sousa
Thiago Ribeiro de Oliveira
Victor Flores Mendes
Clodualdo Venicio de Sousa
Thiago Ribeiro de Oliveira
Victor Flores Mendes
Resumo
Esta dissertação aborda o estudo realizado para colocação de um protótipo que emula um sistema de geração eólica baseado em DFIG (do inglês, Doubly-fed Induction Generator) de 10kW em funcionamento, assim como sua operacionalização e controle. A principal vantagem da utilização do Gerador de Indução Duplamente Alimentado em sistemas de geração eólica com velocidade variável, é que a eletrônica de potência utilizada corresponde apenas a uma fração da potência nominal do gerador, tendo em vista que apenas a potência de escorregamento é processada pelo conversor estático conectado ao circuito do rotor. Ao longo do texto são abordados detalhes desde as etapas de modelagem matemática dos conversores e projeto dos controladores, até a caracterização e operação da bancada. São mostrados resultados simulados e experimentais, assim como análises transitórias envolvendo o paralelismo com diferença entre as amplitudes das tensões da rede e do estator, e o paralelismo com velocidade diferente da síncrona, validando a eficácia das estratégias de controle utilizadas.
Abstract
This dissertation addresses the study carried out to place a prototype that emulates a 10kW DFIG (Doubly-fed Induction Generator) based wind generation system in operation, as well as its operationalization and control. The main advantage of using the Doubly-fed Induction Generator in variable speed wind generation systems is that the power electronics used corresponds only to a fraction of the generator’s rated power. Only the slip power is processed by the static power converter connected to the rotor circuit. Throughout the text, details are discussed, from the steps of mathematical modelling of the converters and their control design. Simulation and experimental results are shown, as well as transient analyzes involving parallelism with difference between grid and stator voltage amplitudes, and parallelism with speed different from synchronous, validating the effectiveness of the control strategies used.
Assunto
Engenharia elétrica, Eletrônica de potência, Energia eólica
Palavras-chave
DFIG, Geração eólica, Eletrônica de potência, Controle, Conexão à rede