Conversor multinível híbrido para suportabilidade a faltas em aerogeradores DFIG

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dc.contributor.advisor1Simonetti, Domingos Savio Lyrio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000159202932
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1107005171102255
dc.contributor.authorAmorim, Arthur Eduardo Alves
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-8379-3434
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2633410264491104
dc.contributor.referee1Freitas, Tiara Rodrigues Smarssaro de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3826-1970
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0354193396881884
dc.contributor.referee2Mendes, Victor Flores
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-8453-344X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3391963984567917
dc.contributor.referee3Oliveira, Flavio Duarte Couto
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2497-0920
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2891437282987336
dc.contributor.referee4Encarnação, Lucas Frizera
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000261627697
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5578918284508758
dc.date.accessioned2024-05-30T00:48:45Z
dc.date.available2024-05-30T00:48:45Z
dc.date.issued2020-03-20
dc.description.abstractWind energy conversion systems based on DFIG has significant role in electrical matrix in different countries, following the wind energy production growth. With the major relevance of this kind of generator for the electric utility, grid codes have been updated, restricting more and more the requirements for connection. The whole electrical grid stability could be jeopardized due to a failure in these equipment. The compliance of DFIG-based wind turbines to grid codes ride-through requirements is critical, once this generator is extremely susceptible to grid voltage disturbances. Voltage dips in the turbine point of connection has potential to produce hazardous voltages and currents in rotor circuit. The suitability of DFIG to these new grid codes without compromise its components safe operation have been theme of many researches recently. A proposal to solve this problem is explored in this work. The proposal presented here uses an alternative converter topology employing a hybrid multilevel converter. Through the text the reasons for the employment of this topology, as well as system design and control strategy are detailed. Results obtained through computational simulation on PSCAD for a 2MW generator are used to demonstrate the effectiveness of the proposed solution. These results show the most important variables of DFIG during balanced and unbalanced voltage dips, as well as DFIG’s capability to inject reactive power and to support grid voltage restoration. Besides this, the contribution of this strategy to the power system transient stability is verified. It is proved that, for different scenarios, power generation remains controlled while the currents in the rotor are kept at levels safe for the converter.
dc.description.resumoSistemas de conversão de energia eólica que utilizam o DFIG como gerador tem tido uma participação significativa na matriz de energia elétrica de muitos países, acompanhando o aumento da produção de energia eólica. Com a maior relevância desses geradores para o sistema elétrico, os códigos de rede têm sido atualizados restringindo cada vez mais os requisitos de conexão, uma vez que a estabilidade de toda a rede elétrica pode ser comprometida devido a falhas nesses equipamentos. Para o DFIG as requisições dos procedimentos de rede para suportabilidade às faltas são críticas, haja vista que esse gerador é extremamente susceptível a distúrbios na tensão da rede. Afundamentos de tensão no ponto de conexão do gerador tem potencial para gerar tensões e correntes destrutivas no circuito de rotor. A adequação de aerogeradores baseados em DFIG aos requisitos dos códigos de rede, sem comprometer a operação segura de seus componentes vem sendo tema de diversas pesquisas na atualidade. Uma proposta para a solução desse problema é explorada neste trabalho. A proposta apresentada aqui utiliza uma topologia diferente de conversor eletrônico empregando um conversor multinível híbrido. Ao longo do texto a justificativa para a utilização dessa topologia, bem como o projeto e a estratégia de controle deste sistema são detalhados. Resultados obtidos por meio de simulação computacional no PSCAD para um gerador de 2MW são utilizados para demonstrar a efetividade da solução proposta. Esses resultados apresentam as principais variáveis de interesse no DFIG durante afundamentos equilibrados e desequilibrados, e ainda sua capacidade de injetar potência reativa e auxiliar na recuperação da tensão da rede. Além disso, a contribuição da estratégia proposta com a estabilidade transiente do sistema elétrico ao qual o DFIG está conectado é verificada. Comprova-se que, para diferentes cenários, a geração de potência permanece controlada enquanto as correntes no rotor são mantidas em níveis seguros para o conversor.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13907
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectDFIG
dc.subjectconversor
dc.subjectMMC
dc.subjectLVRT
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleConversor multinível híbrido para suportabilidade a faltas em aerogeradores DFIG
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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