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Please use this identifier to cite or link to this item: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4282
Tipo do documento: Dissertação
Title: Dinâmica durante faltas de microturbinas a gás conectadas ao sistema de distribuição de energia elétrica
Other Titles: Dynamics during grid faults of gas microturbines connected to the electric power distribution system
Autor: Pinto, Gean Vitor Gonçalves 
Primeiro orientador: Reginatto, Romeu
Primeiro membro da banca: Santos, Carlos Henrique Farias dos
Segundo membro da banca: Ledesma, Jorge Javier Gimenez
Resumo: O crescente número de conexões aos sistemas de distribuição tem aumentado a necessidade de modernização das redes convencionais. A integração da geração distribuída (GD) no sistema requer um entendimento completo do seu impacto nos alimentadores de distribuição. Este trabalho trata da caracterização da dinâmica de um sistema de geração distribuída baseado em uma microturbina a gás (MTG) na ocorrência de transitórios de afundamentos de tensão causados por faltas elétricas na rede. Avalia-se a influência de características do alimentador e do ponto de operação do sistema sobre variáveis elétricas e mecânicas do sistema de geração em casos de falta elétrica na rede. A descrição do comportamento do sistema em relação aos fatores citados na ocorrência de perturbações é importante para que se possa avaliar quais são os melhores locais e quais são as melhores condições para que se faça a conexão deste sistema à rede de distribuição. Trata-se ainda neste trabalho da capacidade LVRT (low voltage ride through) deste sistema de geração. A baixa capacidade LVRT é verificada pela avaliação do tempo crítico para a tensão no elo de corrente contínua (CC) do conversor back-to-back atingir um limite de sobretensão durante falta. Como solução para este problema, é proposta uma estratégia de controle visando a ampliação da capacidade LVRT do sistema, a qual atua sobre a malha de controle de velocidade do gerador síncrono durante afundamentos momentâneos de tensão na rede. Esta solução permite a operação contínua sob condições de afundamento de tensão na rede, sem envolver dissipação de energia no elo CC. Resultados de simulação são apresentados para um sistema de geração de 30kW, mostrando dinâmica adequada e efetividade em proporcionar capacidade LVRT ao sistema em todos os casos testados, evitando a sobretensão no elo CC.
Abstract: The growing number of connections to electric distribution systems have increased the need for modernization of conventional grids. The integration of distributed generation (DG) into each systems requires a complete understanding of it’s impact on distribution feeders. This work deals with the dynamic characterization of a distributed generation system based on gas microturbines (MTG) during voltage sags transients caused by eletrical faults in the grid. The caracterization considers the influence of feeder’s characteristics and the system operating point and observes electrical and mechanical variables of the generation system evaluated in cases of electrical fault in the grid. First approximated equations are derived to represent the feedback loops involved in the microturbine control system which includes rotor speed, DC-link voltage and generator side converter current controls. Then, simulations of the complete nonlinear model are performed for diferent fault and operation conditions of the system. This thesis also deals with LVRT (low voltage ride through) capability from this generation system. The low LVRT capability is verified by evaluating the critical time taken for the direct current (DC) link voltage of the back-to-back converter to reach an overvoltage limit during the grid’s fault. Aiming the expansion of the LVRT capability of the system, a control strategy is proposed, which acts on the speed control loop of the synchronous generator during momentary voltage sags in the grid preventing DC-link overvoltage. This solution allows the continuous operation under voltage sags in the grid without involving energy dissipation in the DC link. Simulation results are presented for a 30kW generation system, showing suitable dynamics and effectiveness in providing LVRT capability to the system in all cases tested, avoiding overvoltage in the DC link.
Keywords: Sistema de geração com microturbina
LVRT
Geração distribuída
Conversor back-to-back
Gerador síncrono de ímãs permanentes
Microturbine generation system
LVRT
Distributed generation
Back-to-back converter
Permanent magnet synchronous generator
CNPq areas: ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: PINTO, Gean Vitor Gonçalves. Dinâmica durante faltas de microturbinas a gás conectadas ao sistema de distribuição de energia elétrica. 2018. 100 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4282
Issue Date: 12-Dec-2018
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

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