Registro fonte: Desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico baseado no modelo dinâmico do gerador síncrono de imã permanente

Desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico baseado no modelo dinâmico do gerador síncrono de imã permanente

This work presents the study and development of an electronic eolic emulator (EEE), which is implemented using the mathematical models of a wind turbine (WT) and a permanent magnet synchronous generator (PMSG). Considerind a specific wind speed the interaction between the mentioned models is able to...

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Autor principal:	Wollz, Danilo Henrique
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2018
Assuntos:	Energia eólica Emuladores (Programas de computador) Turbinas Wind power Emulators (Computer programs) Turbines CNPQ::ENGENHARIAS Engenharia Elétrica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3559
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spelling	riut-1-35592018-11-13T05:00:42Z Desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico baseado no modelo dinâmico do gerador síncrono de imã permanente Development of an electronic wind emulator based on the dynamic model of the permanent synchronous generator Wollz, Danilo Henrique Silva, Sérgio Augusto Oliveira da http://lattes.cnpq.br/7428189879295593 Sampaio, Leonardo Poltronieri http://lattes.cnpq.br/5320781796971939 Silva, Sérgio Augusto Oliveira da Sampaio, Leonardo Poltronieri Monteiro, Jose Roberto Boffino de Almeida Pereira, Rodrigo Aparecido Fernandes Energia eólica Emuladores (Programas de computador) Turbinas Wind power Emulators (Computer programs) Turbines CNPQ::ENGENHARIAS Engenharia Elétrica This work presents the study and development of an electronic eolic emulator (EEE), which is implemented using the mathematical models of a wind turbine (WT) and a permanent magnet synchronous generator (PMSG). Considerind a specific wind speed the interaction between the mentioned models is able to generate the voltage references that will be synthesized by a three-phase inverter, emulating a wind turbine. The proposed EEE presents advantages, in relation to the acquisition of a commercial wind turbine, the low cost and the emulation versatility of different models of commercial wind turbines. Since the energy required for the operation of the eolic emulator comes from the grid, a three-phase controlled rectifier is used in the input stage of the emulator to control the voltage of the inverter DC-bus, as well as drain sinusoidal current form the grid so that high power factor is achieved. Besides the mathematical modeling of the DC-bus voltage plant, the mathematical models of the three-phase inverter and the three-phase controlled rectifier are presented in this work, where they are obtained in the synchronous reference frame(dq-axes). Consequently, all the controllers of the power converters are also implemented in rotating frame dq. Based on the power converters and the DC-bus voltage models, the projects for obtaining the gains of the voltage and current controllers are perfomed. In order to validate the study, as well as to evaluate the static and dynamic performances of the EEE, simulation and experimental results are presented considering the system submitted to different operating conditions. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico (EmEE), o qual é implementado empregando os modelos matemáticos de uma turbina eólica (TE), de um gerador síncrono de ímã permanente (GSIP) e do acoplamento mecânico (AM) entre a TE e o GSIP. A interação dos referidos modelos, considerando uma determinada velocidade do vento, é capaz de gerar as referências das tensões a serem sintetizadas por um inversor trifásico, emulando, desta forma, um aerogerador. O EmEE proposto apresenta como vantagens, em relação a aquisição de um aerogerador comercial, o baixo custo e a versatilidade de emulação de diferentes modelos de aerogeradores comerciais. Como a energia necessária para o funcionamento do emulador eólico é oriundo da rede elétrica, um retificador controlado trifásico é usado no estágio de entrada do emulador para controlar a tensão do barramento CC do inversor, bem como drenar correntes senoidais da rede de forma a obter um alto fator de potência. Além da modelagem matemática da planta de tensão do barramento CC, são apresentadas neste trabalho os modelos matemáticos do inversor trifásico e do retificador trifásico controlado, todos obtidos no referencial síncrono (dq). Consequentemente, todos os controladores dos conversores de potência também são implementados no referido referencial síncrono dq. De posse dos modelos obtidos dos conversores de potência e da planta de tensão do barramento CC, são realizados os projetos que permitem a obtenção dos ganhos dos controladores das malhas de tensão e corrente dos conversores. No intuito de validar o estudo realizado, assim como avaliar os desempenhos estáticos e dinâmicos do EmEE, resultados de simulações e experimentais são apresentados considerando o sistema submetido a diferentes condições de operação. 2018-11-12T10:56:17Z 2018-11-12T10:56:17Z 2018-08-02 masterThesis WOLLZ, Danilo Henrique. Desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico baseado no modelo dinâmico do gerador síncrono de imã permanente. 2018. 187 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3559 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica UTFPR
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description	This work presents the study and development of an electronic eolic emulator (EEE), which is implemented using the mathematical models of a wind turbine (WT) and a permanent magnet synchronous generator (PMSG). Considerind a specific wind speed the interaction between the mentioned models is able to generate the voltage references that will be synthesized by a three-phase inverter, emulating a wind turbine. The proposed EEE presents advantages, in relation to the acquisition of a commercial wind turbine, the low cost and the emulation versatility of different models of commercial wind turbines. Since the energy required for the operation of the eolic emulator comes from the grid, a three-phase controlled rectifier is used in the input stage of the emulator to control the voltage of the inverter DC-bus, as well as drain sinusoidal current form the grid so that high power factor is achieved. Besides the mathematical modeling of the DC-bus voltage plant, the mathematical models of the three-phase inverter and the three-phase controlled rectifier are presented in this work, where they are obtained in the synchronous reference frame(dq-axes). Consequently, all the controllers of the power converters are also implemented in rotating frame dq. Based on the power converters and the DC-bus voltage models, the projects for obtaining the gains of the voltage and current controllers are perfomed. In order to validate the study, as well as to evaluate the static and dynamic performances of the EEE, simulation and experimental results are presented considering the system submitted to different operating conditions.
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Desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico baseado no modelo dinâmico do gerador síncrono de imã permanente

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