Análise e projeto de algoritmo de detecção robusta de afundamentos de tensão
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Danilo Iglesias Brandao
Thales Alexandre Carvalho Maia
Thales Alexandre Carvalho Maia
Resumo
A qualidade de energia tem se destacado nos últimos anos principalmente com o uso de cargas eletrônicas em atividades industriais. Por essa razão, diversos estudos são motivados a buscarsoluções para problemas relacionados a qualidade de energia elétrica. O restaurador dinâmico de tensão é considerado uma solução em hardware eficiente e de baixo custo. Uma etapa de detecção do fenômeno de afundamento de tensão é requerida nessa solução, a fim de acionar uma injeção de tensão sobre um transformador-série para fazer a compensação contra o afundamento. Essa demanda levou diversos estudos a fazerem propostas de algoritmos de detecção desse distúrbio em um sinal de medição da tensão da rede. A característica requerida para um algoritmo de detecção de afundamento de tensão é a rapidez para a detecção de início e fim do distúrbio. É desejável que o algoritmo seja capaz de entregar informações de salto de fase e profundidade instantâneas do afundamento de tensão. Este trabalho faz uma comparação entre diversas técnicas tradicionais de detecção encontradas na literatura e propõe um algoritmo baseado em um comitê composto de algumas técnicas selecionadas. Esse comitê distribui pesos entre as técnicas segundo o estado de presença de afundamento de forma a explorar as vantagens de cada uma. As vantagens e desvantagens de cada técnica são expostas em simulação com dados reais de medição de tensão de rede com ocorrência de afundamento. Oalgoritmo proposto também passa pelas mesmas simulações e é provada a sua robustez a ruídos, harmônicos e transitórios rápidos. Para complementar a demonstração do desempenho do algoritmo proposto, é realizado um experimento com medição real e uma fonte de tensão com a ocorrência de afundamento programado. Tanto as técnicas tradicionais como o algoritmo proposto são provados pelo experimento e analisados pelos resultados.
Abstract
Power quality has been an important topic in the last years with usage of electronic loads in industrial activities. For this reason, several studies are motivated to search a solution for power quality problems. The dynamic voltage restorer is pointed as na efficient and low cost hardwaresolution. In this solution, it is required to detect voltage sag in order to inject a voltage in series transformer to compensate the sag. It has motivated several studies that propose algorithms to detect this disturbance from souce voltage measurenment. The required feature for voltage sag detection algorithm is speed for detection of the start and end times of disturbance. It is desarable that the algorithm yields instantaneous phase jump and deep of voltage sag. This work compares several traditional detection techniques from literature and proposes a committee based algorithm composed of selected techniques. This committee distributes weight to techniques according to the state of voltage sag presence in order to explore advantages of each one. Advantages and disadvantages of each traditional technique are shown in simulation with real measurenment data of sag in source voltage. The proposed algorithm also passes on simulations and it is proved it robustness to noise, harmonics and fast transitions. Finally, an experiment validated the proposed algorithm performance with real measurement from source voltage with programed sag. Both the traditional techniques and the proposed technique are proved by experiment and evaluated by results.
Assunto
Engenharia elétrica, Energia elétrica Qualidade, Energia elétrica Falhas
Palavras-chave
Qualidade de energia elétrica, Restaurador dinâmico de tensão, Afundamentos de tensão, Detecção de afundamentos de tensão