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Abstract(s)
A dissertação teve como objectivo o estudo e implementação do controlo de um conversor AC-DC-AC, constituído por um conversor DC/DC elevador e um inversor de tensão monofásico, para efectuar a ligação à rede de turbinas eólicas baseadas no gerador síncrono de ímanes permanentes.
O controlo global do conversor AC-DC-AC seguiu uma estratégia na qual o controlo do conversor elevador e do inversor de tensão monofásico é implementado de modo independente. O primeiro visa maximizar a potência extraída da turbina através da implementação de um algoritmo de seguimento do ponto de potência máxima (MPPT), enquanto o segundo tem a função de extrair toda a energia proveniente do primeiro fornecendo-a à rede eléctrica com factor de potência unitário. Isto é conseguido com controlo em corrente através do qual se procura garantir que a corrente gerada pelo inversor está em fase com a tensão da rede.
O desenvolvimento do controlo foi realizado no programa Simulink. Os controladores foram dimensionados, implementados, testados e validados progressivamente, de modo a minimizar o número de parâmetros a ajustar ao mesmo tempo.
Foi desenvolvida uma interface gráfica, utilizando o programa ControlDesk, para permitir os ajustes necessários dos controladores e visualização de diversas variáveis do sistema. Esta fase do trabalho foi desenvolvida no Instituto Politécnico de Bragança, com vista à implementação prática.
Os trabalhos continuaram com a realização de um estágio, no âmbito do programa Erasmus, no CIEMAT – Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas e posteriormente no CEDEX - Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas, em Madrid.
No CIEMAT foi apresentado o estado de desenvolvimento dos realizados no IPB, tendo em vista a implementação laboratorial. Os primeiros resultados experimentais foram obtidos no CEDEX com o controlo do conversor elevador. The goal of this dissertation was the analysis, implementation and control of an AC-DC-AC power converter built with a DC/DC step-up converter and a single phase inverter for grid-tied wind turbines based on permanent magnet synchronous generator.
The overall control of the converter AC-DC-AC followed a strategy in which the control of the step-up converter and the single phase inverter was implemented independently. The first is used to maximize the power available in the wind turbine through the implementation of an algorithm for the maximum power point tracking (MPPT), while the second is used to capture all the energy provided by the first and send it to the grid with unit power factor. This is achieved with current control of the inverter in order to ensure that the current generated by the inverter is in phase with the mains voltage.
The development of the monitoring program was carried out with the software Simulink. The PI controllers were designed, implemented, tested and validated step-by-step to minimize the number of parameters to adjust the same time.
A graphical interface was developed using the software ControlDesk to allow suitable adjustments of the control, and display several variables of the system. This stage of work was developed at the Instituto Politécnico de Bragança, in view of the practical implementation.
The work continued during an internship within the framework of Erasmus in CIEMAT - Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas and later in CEDEX - Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas, in Madrid.
In CIEMAT, the state of development of the work developed in IPB was presented, and continued in view of the implementation in laboratory. The first experimental results were obtained in CEDEX with the control of the step-up converter.
Description
Keywords
Controlo de conversores electrónicos PMSG Energia eólica Control of power converters PMSG Wind energy
Citation
Bulhosa, João Paulo Rodrigues - Controlo de um conversor AC-DC-AC para turbinas eólicas baseadas no PMSG. Bragança: ESTIG, 2009. Dissertação de Mestrado em Engenharia Industrial
Publisher
Instituto Politécnico de Bragança, Escola Superior de Tecnologia e de Gestão