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Type: Tese de Doutorado
Title: Contribuição ao controle digital doparalelismo sem comunicação desistemas de energia ininterrupta
Authors: Rubens Marcos dos Santos Filho
First Advisor: Paulo Fernando Seixas
First Co-advisor: Porfirio Cabaleiro Cortizo
Abstract: As UPSs Uninterruptible Power Supplies ou Fontes de Energia Ininterrupta são equipamentos empregados para prover o fornecimento de energia contínuo e de alta qualidade a cargas críticas, elevando a disponibilidade e a confiabilidade do fornecimento a níveis muito superiores aos originalmente encontrados nas redes das concessionárias. Entretanto, como todo equipamento eletrônico, a própria UPS está também sujeita a falhas. Níveis mais elevados de confiabilidade podem ser alcançados por meio do uso de redundância, a qual pode ser realizada pela conexão em paralelo das UPSs. O presente trabalho concentra-se no estudo do paralelismo de UPSs como forma de elevar a confiabilidade ou a capacidade de potência do fornecimento de energia, sem a utilização de comunicação entre as unidades, o que requer o uso apenas das informações mensuráveis localmente. Cada um dos subsistemas necessários à implementação do paralelismo sem comunicação é investigado em detalhes. São modelados, analisados e comparados os métodos de cálculo de potência ativa e reativa e as técnicas de sincronismo (PLLs) no sistema monofásico. As origens dos erros de divisão de potência ativa e reativa em regime permanente e suas formas de mitigação são também investigadas. O estudo do controle da tensão de saída da UPS é desenvolvido em tempo discreto considerando o atraso de cálculo do processador e a estratégia de PWM. O projeto do controlador discreto é proposto visando a conformidade com as normas e ao mesmo tempo à estabilidade do paralelismo. A partir da análise do paralelismo de uma UPS com a rede elétrica são propostas técnicas de desacoplamento multivariável com fins de ampliação da faixa de estabilidade de pequenos sinais em função do valor e da natureza da impedância de conexão entre as UPSs. As técnicas propostas são validadas através de resultados experimentais.
Abstract: Uninterruptible Power Supplies are equipment employed to deliver continuous high quality power to critical loads, raising supply availability and reliability to levels much higher than those originally found in the public mains. However, as all electronic equipment, the UPS itself is subject to failures. Higher reliability levels can be achieved by means of redundancy, which can be performed connecting the UPSs in parallel. This work concentrates in the study of the UPSs parallelism as a manner to improve the reliability or the power capacity of the energy supply without using communication between the autonomous units, what requires the use of local measurable information only. Each subsystem needed to carry out the parallelism without communication is investigated in details. The single phase active and reactive power calculation methods and synchronism techniques are modeled, analyzed and evaluated. The sources of the steady state active and reactive power sharing errors and their mitigation methods are also investigated. The output voltage control study is performed in discrete time taking into account the computational delay and the PWM strategy. The design of the discrete controller is proposed aiming to standards conformity and at the same time to the parallelism stability. From the analysis of a single UPS connected to the infinite bus, multivariable decoupling techniques are proposed in order to extend small-signal stability range regarding the magnitude and the nature of the line impedance between the UPSs. The proposed techniques are validated through experimental results.
Subject: Engenharia elétrica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CKH5P
Issue Date: 18-Sep-2009
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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