Dissertations / Theses: 'Distributed generation sources'

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Park, Ju-chirl. "Modeling and simulation of selected distributed generation sources and their assessment." Morgantown, W. Va. : [West Virginia University Libraries], 1999. http://etd.wvu.edu/templates/showETD.cfm?recnum=1104.

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Abstract:

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 1999.
Title from document title page. Document formatted into pages; contains v, 99 p. : ill. (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 88-91).

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Sánchez, Jiménez Manuel. "Smart electricity networks based on large integration of renewable sources and distributed generation." Kassel Kassel Univ. Press, 2006. http://www.uni-kassel.de/hrz/db4/extern/dbupress/publik/abstract.php?978-3-89958-257-4.

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Abstract:

Zugl.: Kassel, Univ., Diss., 2006
Auch im Internet unter der Adresse http://kobra.bibliothek.uni-kassel.de/bitstream/urn:nbn:de:hebis:34-2006100414800/3/ManuelSanchez-JimenezPHDFinal2006.pdf verfügbar

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Azad, Vikas. "Modeling a distributed energy system for California electricity production through 2050." Scholarly Commons, 2012. https://scholarlycommons.pacific.edu/uop_etds/837.

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Abstract:

Recent research shows that combining distributed generation (DG) with renewable resources will reduce fossil fuel dependency and carbon dioxide (C02) emissions. This thesis presents a framework to evaluate the benefits of DG in terms of C02 emission and transmission line losses with respect to the use of centralized power production through 2050. Due to availability of complete data, Sacramento Municipal Utility District (SMUD) in California is the main focus of this thesis; however other utility companies such as PG&E, SDG&E and SCE are also discussed. The test results based on SMUD show a decrease of about 11% to 4% in line losses when a 500 MW DG is placed at the consumption site. This thesis also shows that by adding a 40 MW DG at the central location, C02 can be reduced by 71% when compared to current standard business practices. By adding 40 MW DG every year near consumers, SMUD can eliminate inhouse electricity generation thus completely eliminating C02 emissions by 2034.

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Almada, Janaina Barbosa. "Modeling, Control and Management of Microgrids Operation with Renewable Sources." Universidade Federal do CearÃ, 2013. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11122.

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Abstract:

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
Nowadays, the distribution networks of electricity are the segment of the electrical power systems that has experienced more changes, due in particular to the presence of distributed generation and the technological advances in the areas of instrumentation, automation, measurement, information technology and comunication. This work aims to present the modelling, the control and the operation management of a group of small-scale energy resources connected to the low voltage, which coordinated form a microgrid. The microgrid energy resources are solar photovoltaic sources, wind energy based on double fed induction generator and hydrogen fuel cell, and a storage system with batteries. Two conceptions are developed: a single-phase microgrid and a three-phase microgrid, both operating in connected mode and isolated from the utility. Each energy resource is connected to a point of common coupling through power converters. For each converter was designed a set of control loops. The master-slave strategy was used to control the converters and to microgrid management. In master-slave configuration only the master converter is designed to be the voltage reference and others operate as a current source. For managing the steady state operation of microgrids different operating scenarios were considered, with variation of load and generation levels, as well as changes in tariff flags, for load supply with economy and sources operating at maximum efficiency. The proposed systems operate satisfactorily fulfill the requirements of utility for synchronization and disconnection. The injected currents are below the allowed distortion level. In stand-alone mode, the system voltage remains within the appropriate level of amplitude and frequency.
Atualmente, as redes de distribuiÃÃo de energia elÃtrica sÃo o segmento dos siste-mas elÃtricos de potÃncia que mais tem experimentado mudanÃas, devido, em es-pecial, Ã presenÃa da geraÃÃo distribuÃda e aos avanÃos tecnolÃgicos nas Ãreas de instrumentaÃÃo, automaÃÃo, mediÃÃo, tecnologia da informaÃÃo e comunicaÃÃo. Este trabalho tem por objetivo apresentar a modelagem, o controle e o gerenciamento da operaÃÃo de um conjunto de recursos energÃticos de pequeno porte, conectados Ã baixa tensÃo, que coordenados formam uma microrrede. Os recursos energÃticos da microrrede sÃo fontes solar fotovoltaica, eolielÃtrica com gerador de induÃÃo de dupla alimentaÃÃo e cÃlula combustÃvel a hidrogÃnio, e um sistema de armazenamento de energia a baterias. Duas concepÃÃes de microrredes sÃo desenvolvidas: microrrede monofÃsica e microrrede trifÃsica, ambas operando em modo conectado e isolado da rede elÃtrica principal. Cada recurso energÃtico Ã conectado a um ponto comum de conexÃo atravÃs de conversores de potÃncia. Para cada conversor foi projetado um conjunto de malhas de controle. A estratÃgia mestre-escravo foi usada para o controle dos conversores e gerenciamento da microrrede. Na configuraÃÃo mestre-escravo apenas o conversor mestre Ã designado para ser a referÃncia de tensÃo que os outros conversores necessitam para operarem como fonte de corrente. Para o gerenciamento da operaÃÃo das microrredes em regime permanente, foram considerados diferentes cenÃrios de operaÃÃo, com variaÃÃo de nÃveis de carga e de geraÃÃo, bem como variaÃÃo de bandeiras e postos tarifÃrios, visando atender a carga com economicidade e fontes operando em mÃxima eficiÃncia. Os sistemas propostos operam de forma satisfatÃria obedecendo aos requisitos da concessionÃria para a sincronizaÃÃo e desconexÃo. As harmÃnicas de corrente injetada estÃo abaixo do nÃvel de distorÃÃo permitido. No modo isolado, a tensÃo dos sistemas permanece dentro do nÃvel adequado de amplitude e frequÃncia.

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Aljadid, Abdolmonem Ibrahim. "Control and protection analysis for power distribution in a distributed generation system." Thesis, Cape Peninsula University of Technology, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11838/2192.

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Abstract:

Thesis (MTech (Electrical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology.
Distributed Generation systems based on renewable energy sources, such as wind or solar are mostly intermittent sources, due to their dependency on the weather, whereas those based on other primary energy sources are non-intermittent. All of them are specially designed to be integrated into distribution systems, in order to improve the power demand of consumers. In the last few decades of the twentieth century, several different factors have played a key role in increasing interest in systems. Distributed Generation (DG) is gaining more and more attention worldwide as an alternative to large-scale central generating stations. The aim of this research project is to investigate the contribution of distributed generation in fault current level in a power distribution system. The simulation results indicate that DG can have a positive or negative impact, on the fault current level in distribution network systems. The DG location and size affect the fault level. The second aim of this research was to suggest a model-based method for design, and implementation of a protection scheme for power distribution systems, by establish algorithms in a hardware environment. The overcurrent relay was chosen for the model development because it is considered a simple and popular protection scheme, and it is a common scheme in relaying applications. The proposed relay model was tested for fault conditions applied on a simple power system in different scenarios. The overcurrent relay model was implemented in MATLAB/Simulink, by using MATLAB programming languages and the SimPowerSystem (SPS) Tool. MATLAB/SIMULINK software is applicable to the modelling of generation, transmission, distribution and industrial grids, and the analysis of the interactions of these grids. This software provides a library of standard electrical components or models such as transformers, machines, and transmission lines. Therefore, the modelling and simulations are executed using MATLAB/Simulink version 2014b

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Lin, Yufeng, and 林宇锋. "On some issues of integrating distributed generations in the smart grid." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2010. http://hub.hku.hk/bib/B44744808.

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Couras, Daut de Jesus Nogueira Peixoto. "Theoretical and experimental development of a Tesla turbine model applied to decentralized generation through renewable sources." Universidade Federal do CearÃ, 2009. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=4892.

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Abstract:

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
A presente dissertaÃÃo de mestrado trata do desenvolvimento teÃrico-experimental de um novo modelo da Turbina Tesla, tambÃm conhecida como turbina de discos, em que o foco da pesquisa foi estudar esse dispositivo de propulsÃo visando sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo de energia distribuÃda a partir de fontes renovÃveis de biomassa. Um protÃtipo da turbina foi desenvolvido, em escala de laboratÃrio, para determinar os parÃmetros de projeto atravÃs de estudos teÃrico e experimental, a fim de interpretar os fenÃmenos presentes nos processos internos desse tipo de mÃquina de fluxo. A pesquisa foi direcionada Ã anÃlise dos efeitos do espaÃamento entre discos sobre o torque e a potÃncia, como uma funÃÃo da camada limite fluidodinÃmica do escoamento, correlacionando os regimes de velocidades de escoamento Ãs propriedades do fluido de trabalho. A metodologia para cÃlculo das eficiÃncias isentrÃpicas e exergÃticas Ã estabelecida a partir de dados experimentais e da anÃlise teÃrica por simulaÃÃo (apoiada pelo software ANSYS-CFX), a qual determina o perfil de distribuiÃÃo de pressÃo dentro da cÃmara de expansÃo, caracterizando as linhas de escoamento e os gradientes de pressÃo. Complementarmente, uma anÃlise modal dos sinais de vibraÃÃo da turbina foi realizada, estudando o comportamento dinÃmico da estrutura com o propÃsito de detectar as freqÃÃncias naturais e investigando a influÃncia do espaÃamento dos discos sobre o nÃvel de vibraÃÃodesse dispositivo. Este estudo aponta a robustez e a versatilidade operacional desse tipo de turbina, pelo fato dela admitir ampla faixa de rotaÃÃo e por sua fÃcil adaptaÃÃo a geradores comerciais, sugerindo sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo e co-geraÃÃo tanto para o meio rural como para a indÃstria.
The current masterâs dissertation treats the experimental and theoretical development of a new model of Tesla turbine, also known as disk turbine, in which the research focus was to study this propulsion device viewing its application in distributed energy generation systems from biomass renewable resources. A turbineâs prototype was developed, in laboratory scale, to determine the design parameters through the theoretical and experimental studies in order to interpret the phenomena present in the internal processes of this kind of flux machine. The research was directed toward the effect analysis of the gap between disks on the torque and the power, as a function of the flowâs fluidynamic boundary layer, correlating the flow velocity regimes with the working fluid properties. A methodology for isentropic and exergetic efficiency calculation is taken from experimental data and theoretical analyses through simulation (supported by the software ANSYS-CFX), which determines the pressure distribution profile inside the expansion chamber, characterizing flow lines and pressure gradients. Complementarily, a modal analysis of turbineâs vibration signals is performed, studying the dynamic behavior of the structure with the purposes of detecting the natural frequencies and investigating the influence of the diskâs gap on the vibration level of this device. This study points out the robustness and the operational versatility of this kind of turbine by the fact of it allows a wide rotation range and by its easy adaptation to commercial generators, suggesting its application into generation and co-generation systems for the rural area as well as for the industry.

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Mataifa, Haltor. "Modeling and control of a dual-mode grid-integrated renewable energy system." Thesis, Cape Peninsula University of Technology, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11838/2190.

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Abstract:

Thesis (MTech (Electrical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2015.
From the electric power generation perspective, the last three decades have been characterized by sustained growth in the amount of Distributed Power Generation (DPG) systems integrated into the electric grid. This trend is anticipated to continue, especially in light of the widespread acceptance of the many benefits envisaged in the increase of renewable-based power generation. The potential for grid-integrated DPG systems to significantly contribute to electric power supply reliability has consistently attracted extensive research in recent times, although concerns continue to be raised over their adverse impact on the normal grid operation at high penetration levels. These concerns largely stem from the limited controllability of most DPG systems, which tend to exhibit large output impedance variation, and non-deterministic power output characteristics. There has therefore also been a growing need to develop effective control strategies that can enhance the overall impact of the DPG systems on the grid operation, thus improving their synergistic properties, and probably also enabling an even higher penetration level into the utility grid. In line with this identified need, this thesis discusses the modeling and controller design for an inverter-based DPG system with the capability to effectively operate both in grid-connected and autonomous (i.e. independent of the utility grid) operational modes. The dual-mode operation of the DPG is made possible by incorporating into the inverter interface control scheme the means to ensure seamless transition of the DPG between the grid-connected and autonomous modes of operation. The intention is to have a grid-integrated inverter-based DPG system whose operation approximates that of an online Uninterruptible Power Supply (UPS) system, in that it is able to sustain power supply to the local load in the absence of the grid supply, which would be desirable for critical loads, for which the level of power supply reliability guaranteed by the grid often falls short of the requirements. The work developed in this thesis considers three of the aspects associated with grid-integrated DPG systems that are equipped with autonomous-mode operation capability.

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Liu, Kai, and 劉愷. "Optimal dispatch and management for smart power grid." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2011. http://hub.hku.hk/bib/B46336680.

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Ng, Kwok-kei Simon, and 吳國基. "Optimal planning and management of stochastic demand and renewable energy in smart power grid." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2012. http://hub.hku.hk/bib/B50434299.

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Abstract:

To combat global climate change, the reduction of carbon emissions in different industries, particularly the power industry, has been gradually moving towards a low-carbon profile to alleviate any irreversible damage to the planet and our future generations. Traditional fossil-fuel-based generation is slowly replaced by more renewable energy generation while it can be harnessed. However, renewables such as solar and wind are stochastic in nature and difficult to predict accurately. With the increasing content of renewables, there is also an increasing challenge to the planning and operation of the grid. With the rapid deployment of smart meters and advanced metering infrastructure (AMI), an emerging approach is to schedule controllable end-use devices to improve energy efficiency. Real-time pricing signals combined with this approach can potentially deliver more economic and environmental advantages compared with the existing common flat tariffs. Motivated by this, the thesis presents an automatic and optimal load scheduling framework to help balance intermittent renewables via the demand side. A bi-level consumer-utility optimization model is proposed to take marginal price signals and wind power into account. The impact of wind uncertainty is formulated in three different ways, namely deterministic value, scenario analysis, and cumulative distributions function, to provide a comprehensive modeling of unpredictable wind energy. To solve the problem in off-the-shelf optimization software, the proposed non-linear bi-level model is converted into an equivalent single-level mixed integer linear programming problem using the Karush-Kuhn-Tucker optimality conditions and linearization techniques. Numerical examples show that the proposed model is able to achieve the dual goals of minimizing the consumer payment as well as improving system conditions. The ultimate goal of this work is to provide a tool for utilities to consider the demand response model into their market-clearing procedure. As high penetration of distributed renewable energy resources are most likely applied to remote or stand-alone systems, planning such systems with uncertainties in both generation and demand sides is needed. As such, a three-level probabilistic sizing methodology is developed to obtain a practical sizing result for a stand-alone photovoltaic (PV) system. The first-level consists of three modules: 1) load demand, 2) renewable resources, and 3) system components, which comprise the fundamental elements of sizing the system. The second-level consists of various models, such as a Markov chain solar radiation model and a stochastic load simulator. The third-level combines reliability indices with an annualized cost of system to form a new objective function, which can simultaneously consider both system cost and reliability based on a chronological Monte Carlo simulation and particle swamp optimization approach. The simulation results are then tested and verified in a smart grid laboratory at the University of Hong Kong to demonstrate the feasibility of the proposed model. In summary, this thesis has developed a comprehensive framework of demand response on variable end-use consumptions with stochastic generation from renewables while optimizing both reliability and cost. Smart grid technologies, such as renewables, microgrid, storage, load signature, and demand response, have been extensively studied and interactively modeled to provide more intelligent planning and management for the smart grid.
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Electrical and Electronic Engineering
Doctoral
Doctor of Philosophy

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Azevedo, Rodrigo Motta de. "Impactos operacionais da complementariedade de fontes de geração solar fotovoltaica e a biogás em sistemas de distribuição." Universidade Federal de Santa Maria, 2016. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8582.

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Abstract:

The current scenario of micro and mini distributed generation (micro and mini DG) in Brazil has been developing steadily and the power injection through the Distributed Generation (DG) regarding the development of small-scale sources of electricity production represents an alternative to the Brazilian energy grid. Considering the amended Normative Resolution No. 482/2012 (REN 482/2012) of the Brazilian National Agency of Electric Energy (ANEEL), which regulates the connection and the compensation of power systems in micro and mini DG through the REN 687/2015 expected for March 2016, it can be observed an incentive to the complementarity between the sources of DG and the integration of available resources. The insertion of micro and mini GD to the electrical distribution system presents numerous benefits. On the other hand, the penetration of these sources in an integrated manner will render this a complex system from operation and planning perspective, mainly related to operational characteristics of the network, such as voltage levels, active and reactive power loading, conductors loading, bidirectional power flow, electrical losses, among others. The aim of this study is to develop generation profiles of a photovoltaic solar system, producing a generic curve of hourly generation over a day. It is important for the power distribution companies to determine the degree of penetration at different times of a day so as to analyze operational impact on the feeders with the implementation of DG, since the companies regulate the number of Distributed Generations (DGs), but not the degree of penetration of the those at different times. Moreover, the complementarity will be carried out by overlapping the curves to integrate the ones from the photovoltaic systems with those from the biogas manure generation systems. The operational impact on the distribution network due to the insertion of these DG sources will be analysed. The aspects considered are voltage level, active and reactive power loading, conductors loading and electrical losses.
O atual cenário da micro e minigeração distribuída (micro e miniGD) no Brasil vem em uma crescente, ou seja, a injeção de potência através da Geração Distribuída (GD) com o desenvolvimento de fontes de pequena escala de produção de energia elétrica, se apresenta como uma alternativa na matriz energética brasileira. Com as alterações da Resolução Normativa nº 482/2012 (REN 482/2012) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), que regra o sistema de conexão e compensação de energia elétrica das micro e miniGD através da REN 687/2015, que entrou em vigor em março de 2016, instiga, cada vez mais, a complementariedade de fontes de geração distribuída com a integração de recursos disponíveis. Incontáveis são os benefícios que se apontam a partir da inserção das micro e miniGD ao sistema elétrico de distribuição. Em compensação, a penetração dessas fontes de forma integrada tornará esse sistema complexo sob a ótica da operação e planejamento, principalmente referente às características operacionais da rede como níveis de tensão, geração de potência ativa e reativa, carregamento dos condutores, fluxo de potência bidirecional, perdas elétricas, entre outros. Este trabalho tem por objetivos o desenvolvimento de perfis de geração de um sistema solar fotovoltaico, na modelagem de uma curva genérica de geração horária ao longo de um dia, tendo em vista que para as concessionárias é importante saber o grau de penetração em cada horário para se analisar os impactos operacionais que podem ser provocados nos alimentadores com a inclusão da GD, já que elas possuem o controle do número de Gerações distribuídas, mas não, o grau de penetração das mesmas em cada horário. Ainda, será realizada a complementariedade através da sobreposição de curvas na integração de sistemas fotovoltaicos com sistemas de geração a partir de biogás de dejetos suínos. Ao realizar a integração desses recursos de geração serão analisados os comportamentos operacionais (nível de tensão, carregamento de potência ativa e reativa, carregamento de condutores e perdas elétricas) causados a rede de distribuição devido à inserção dessas fontes de GD de forma conjunta.

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Vivacqua, Daniel Nascimento. "Considerações sobre a fabricação nacional de módulos fotovoltaicos." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106131/tde-11122016-231836/.

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Abstract:

Este trabalho buscou entender a situação da atividade de fabricação de módulos fotovoltaicos no Brasil com o objetivo de avaliar a possibilidade de estimular a indústria nacional e o uso dessa fonte alternativa mais acentuadamente. Para tanto, foi necessário analisar os benefícios energéticos e econômicos da cadeia de produção, além de entender o estado da arte atual de todo o processo. É um ramo industrial que está sendo implantado no Brasil e este estudo teve como objetivo obter informações relevantes dos problemas e facilidades que os empreendedores enfrentam, e quais são os custos e benefícios à sociedade em geral, inclusive para obtenção dos sistemas fotovoltaicos pelo consumidor final. O trabalho contém uma avaliação do estado da produção e utilização dos sistemas de energia solar fotovoltaica no mundo e o que ocorre no Brasil. Buscou-se conhecer as possíveis, e/ou mais relevantes, ações regulatórias e iniciativas da área privada para viabilizar este ramo industrial. São considerados os impactos da atividade em pauta, procurando mostrar as relações de custo-benefício em projetos de geração centralizada (Leilões de Energia de Reserva) e de geração distribuída.
This study aims to understand the status of the manufacturing activity of photovoltaic modules in Brazil to evaluate the possibility of stimulating the local production and its widespread use. It was necessary to evaluate the energetic and economic benefits of the production chain. In addition, the study focused the understanding of the current state of the art of the whole process. Photovoltaic solar energy is an industrial branch recently receiving impulse in Brazil. This study aims to obtain relevant information about the difficulties faced by the entrepreneurs and the benefits and costs to the society. The study assess the state of the production and use of solar PV systems in the world and what happens in Brazil. At this study, we sought to understand what are the possible, and/or more relevant, regulatory actions and private area initiatives to enable this industrial branch and its diffusion to the final consumers. The impacts of the related activity are considered, trying to show the cost-benefit relationship in centralized generation projects (Reserve Energy Auctions) and distributed generation.

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Carvalho, Marina Silva Camillo de. "Análise de técnicas de detecção de ilhamento ativas em sistemas de geração distribuída baseados em inversores fonte de tensão." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-02082017-164542/.

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Abstract:

A abordagem principal desse trabalho é o estudo de técnicas anti-ilhamento ativas com realimentação positiva em um sistema de Geração Distribuída (GD) composto por um Inversor Fonte de Tensão (VSI,do inglês Voltage Source Inverter) e com cargas locais conectadas em paralelo. Na literatura são encontrados dois grupos de técnicas empregadas como proteção anti-ilhamento: as ativas e as passivas. Os métodos de detecção de ilhamento ativos são utilizados, pois possuem menores zonas de não detecção em comparação às técnicas passivas, porém injetam distúrbios contínuos no sistema de GD. Esses distúrbios degradam a qualidade de energia elétrica fornecida pelo conversor eletrônico. Nesse contexto, como escopo dessa dissertação, é realizado o estudo da estrutura de controle empregada no sistema de GD conectado com a rede de distribuição, com o intuito de avaliar o funcionamento do gerenciamento de tensão e de potência ativa e reativa. E em seguida, são discutidas técnicas de detecção de ilhamento ativas em frequência e tensão, ambas, com realimentação positiva e ganho fixo com o objetivo de investigar o desempenho das mesmas em relação ao tempo de detecção e a injeção de distúrbios no sistema de controle da GD. A partir dessa análise, são desenvolvidas técnicas anti-ilhamento com intuito de reduzir a injeção de distúrbios em diferentes pontos de operação da GD e garantir uma eficiência semelhante aos métodos tradicionais em casos de difícil detecção. Essas técnicas são baseadas na implementação do cálculo de um ganho com realimentação positiva variável inversamente proporcional a variação de potência ativa ou reativa entregue a rede. Para validação das propostas presentes nesta dissertação, são obtidos resultados em simulações computacionais e, posteriormente são adquiridos resultados práticos através de uma bancada experimental compatível com o sistema de GD simulado.
The main approach of this thesis is the study of active anti-islanding techniques with positive feedback in a Distributed Generation (DG) system composed by a Voltage Source Inverter (VSI) and local loads. In literature two groups of techniques are used as anti-island protection: the active and the passive techniques. The active islanding detection methods are preferably used because of the smaller non-detection zones compared to passive techniques, however they inject continuous disturbances in the DG system, reducing the power quality provided by the VSI. In this context, as the scope of this dissertation, it is firstly carried out the study of control structures employed in grid-tied distribution system, to evaluate the operation of the voltage control loops, and the active-and reactive power managements. Additionally, we discuss active islanding detection techniques in frequency and voltage with positive feedback and constant gain, based on the classical, with the objective of investigating their performance in relation to the detection time and the injection of disturbances in the DG system. From this analysis, antiislanding techniques are developed to guarantee efficiency similar to the traditional methods in cases of small-power flow through the grid and minimize disturbances. These techniques are based on the calculation of the positive feedback variable gain inversely proportional to the deviation of active or reactive power delivered or absorbed from the grid. To validate this proposal, the results are obtained through computational simulations and experimental analysis, as well.

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Fuzato, Guilherme Henrique Favaro. "Análise de um conversor boost interleaved com multiplicador de tensão para sistemas de geração distribuída que utilizam células a combustível como fonte primária." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-13102015-152550/.

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Abstract:

Esta dissertação aborda aspectos gerais relativos à utilização de um conversor CC-CC que opera conectado à rede de distribuição e que emprega como fonte primária células a combustível. Neste trabalho, a modelagem matemática em espaços de estados (pequenos sinais e média) dos conversores Boost e Boost Interleaved com Multiplicador de Tensão (IBVM), assim como as arquiteturas de controle utilizadas em modo tensão, corrente média e corrente de pico são comparadas para determinar qual delas apresenta melhor desempenho. Devido ao fato das células a combustível apresentarem tensão terminal baixa e corrente terminal elevada, há a necessidade de utilizar conversores eletrônicos com alto ganho para equalizar a tensão produzida pela fonte com o nível de tensão presente na rede de distribuição. Tendo isso em vista, este trabalho mostra uma análise do ganho estático de tensão do conversor Boost e IBVM considerando os efeitos das resistências parasitas dos componentes utilizados e da carga conectada nos terminais de saída do conversor. Como resultado da modelagem matemática do ganho, é mostrado um conjunto de equações que definem o valor mínimo de resistência do semicondutor de potência, indutor, capacitor do multiplicador de tensão e a máxima carga que os conversores Boost e Boost Interleaved com Multiplicador de Tensão podem suprir. Por fim, os resultados experimentais são apresentados com o intuito de validar os resultados teóricos e de simulação obtidos.
This thesis addresses general aspects concerning the application of DC-DC converters applied to a grid connected Fuel Cell system. It is discussed in this thesis the averaged and small signals space state modeling of the Boost and Interleaved Boost with Voltage Multiplier (IBVM) converter, it is also mentioned the control architectures in voltage mode, average current mode and peak current mode. The voltage and average current mode control architectures are simulated and implemented in hardware in order to be compared. Due to the fact that Fuel Cells present low terminal voltage and high current, it is needed to use high gain DC-DC converters with the aim connect the system to the grid. This thesis also presents an approach in the analysis of DC-DC converter static voltage gain considering the effect of the parasitic resistances and the load connected to the converter terminals. As a result of the gain analysis, it is presented a set of equation, from which is possible to determine the maximum value of the parasitic resistances for the switch, inductor and capacitor of the voltage multiplier. It is also calculated the maximum value of load connected to the Boost and Interleaved Boost with Voltage Multiplier converters with the aim to present the designed voltage gain. Additionally, by the maximum load value calculated it is possible to determine the maximum power that the converter will be capable to process, considering a specific point of operation. Finally, the designed DC-DC converter is implemented with the aim to validate the theoretical and simulation results.

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Paes, Junior Marcelo Renato de Cerqueira. "Alocação Otimizada de Centrais Solares Fotovoltaicas no Sistema de Distribuição do Oeste do Estado da Paraíba." Universidade Federal da Paraíba, 2014. http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/7555.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The present work aims to simulate the effects of connecting photovoltaic power plants in the active energy losses of the distribution system at the west of the state of Paraíba. Initially was done the modeling of the distribution system, which has one supply point, 20 substations 69/13.8 kV and 25 distribution lines 69 kV. For network analysis was used the Newton-Raphson method for solution of power flow after and before the insertion of photovoltaic plants and finally an optimized allocation of solar photovoltaic plants has been proposed with the aim of minimizing losses of active power using genetic algorithms.
O presente trabalho tem como objetivo simular os efeitos da conexão de centrais geradoras fotovoltaicas nas perdas de energia ativa do sistema de distribuição do oeste do estado da Paraíba. Inicialmente foi realizada a modelagem do sistema de distribuição, que possui um ponto de suprimento, 20 subestações rebaixadoras 69/13,8 kV e 25 linhas de distribuição 69 kV. Para análise da rede foi utilizado o método de Newton-Raphson para solução do fluxo de potência do sistema antes e depois da inserção das centrais fotovoltaicas e por fim foi proposta uma alocação otimizada das centrais solares fotovoltaicas com o objetivo de minimização das perdas de energia ativa utilizando algoritmos genéticos.

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Braunstein, Max Henrique Gomes. "Metodologia para análise da viabilidade técnica e econômica da aplicação de geração distribuída em um campus universitário." Universidade Federal do Pampa, 2016. http://dspace.unipampa.edu.br:8080/xmlui/handle/riu/752.

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Abstract:

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O custo elevado de grandes centrais de geração e extensas linhas de transmissão de energia elétrica, bem como novas regulamentações tornam a geração distribuída e a busca de outras fontes de energia mais atrativas atualmente. A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para analisar a viabilidade técnico/econômico de implantação de geração distribuída aproveitando o conceito de microrredes em instituições de ensino superior. Este trabalho estuda a possibilidade de utilizar os recursos naturais e alternativos de forma a minimizar os custos oriundos da compra de energia elétrica. Para esta pesquisa, é apresentada a modelagem realizada em ambiente computacional utilizando um software que auxilia nas análises, trazendo para o valor presente os custos provenientes de implantação, operação e manutenção. Para estudo de caso será utilizada a Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Ao final do trabalho, foram atingidos os seguintes resultados: verificou-se possibilidade de redução do custo com energia elétrica através da redução de consumo e redução de contratação de demanda; observamos o retorno do investimento e o atendimento de portarias visando à utilização de fontes renováveis em instituições federais.
The high cost of large central generation, the long distance power transmission lines and the new governmental regulations make the distributed generation and the search for other energy sources an attractive solution. This work presents a methodology to analyze the technical and economic feasibility of distribute generation deployment using the concept of microgrids in Universities. The study aims to consider the possibility of using natural and alternative resources like Ethanol, biomass and PV to minimize the costs related to the purchase and usage of electricity. The modeling is developed in a computing environment using the software Homer that assists in the analysis, bringing the current value of the costs of implementation, operation and maintenance. With the data from the analyses it will be possible to present some alternative scenarios of improvement with reduction of costs and increase of reliability. For this study case, Universidade Federal de Santa Maria (Federal University of Santa Maria), in south Brazil, is analyzed. It was possible to bring solutions that reduced the energy purchased from de grid, through available renewable sources in the own University. We could also reduce the contracted demand. The methodology developed can be applied to any other Universities, analyzing the available sources in the campus, to bring economy, reliability and reduction of greenhouse gases.

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Aguiar, Cassius Rossi de. "Estudo e análise de algoritmos de detecção de ilhamento em sistemas de geração distribuída conectados à rede de distribuição." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-12112013-152823/.

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Abstract:

Este trabalho aborda a detecção da condição de ilhamento e de seus impactos em redes de distribuição e em gerações distribuídas que empregam conversores CC-CA. Na literatura são encontradas dois grupos de técnicas para este tipo de aplicação. As técnicas passivas, que identificam a condição de ilhamento através do ajuste dos limites de variação dos relés de proteção, e as técnicas ativas, que inserem um sinal de realimentação positiva de forma a tornar o sistema instável no momento da desconexão. As técnicas ativas, por apresentarem um menor tempo de detecção e simples implementação em hardware, são preferencialmente utilizadas, apesar da injeção de distúrbios no sistema de controle da geração distribuída. O estado-da-arte em termos de detecção de ilhamento consiste em desenvolver uma técnica que possua alta capacidade de detecção, porém sem injeção de distúrbios no sistema de geração distribuída quando conectado à rede de distribuição. Neste trabalho, são abordadas duas formas para a redução da injeção de distúrbios e do tempo de detecção. Em uma primeira abordagem é proposto um projeto ótimo para o algoritmo de sincronização PLL (phase-locked loop), o qual permite a redução do ganho de realimentação positiva para técnicas em frequência e, consequentemente, a redução da injeção de distúrbios. Em uma segunda abordagem é utilizada a metodologia fuzzy de forma a garantir a detecção da condição de ilhamento sem nenhuma injeção de distúrbios no sistema de controle. Resultados de simulação e experimentais, obtidos por meio de uma bancada experimental controlada por DSP, são apresentados para validar as propostas presentes nesta dissertação
This thesis deals with the islanding detection and its impact on distribution networks when distributed generation systems are driven by DC-AC converters. Two groups of techniques are found in the literature. The passive techniques in which adjusting the variation limits of protective relays identify the islanding condition, and the active techniques that insert a positive feedback signal in order to make the system unstable when the contingency is on progress. The active techniques present a reduced detection time and simple hardware implementation. They are preferably used in despite of the injection of disturbances in the control system. In this thesis two ways to reduce injection of disturbances and detection time are proposed. In a first approach is shown an optimal design for the synchronization algorithm PLL (Phase-Locked Loop) which allows to reduce the positive feedback gain in frequency techniques in order to decrease the injection of disturbances. In a second approach a fuzzy methodology is used to ensure the islanding detection with the aforementioned requirements. Simulation analysis and experimental results are presented to validate the proposed approach

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Фролов, Іван Вадимович. "Оптимальне секціонування повітряних розподільчих мереж 6-20 кВ в умовах застосування Smart Grid технологій." Master's thesis, КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/42553.

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Abstract:

Актуальність теми. Зважаючи на політику закладену в стратегії розвитку електроенергетичного сектору України, а саме інтеграцію до ENTSO-E, виникає значна кількість питань, які мають бути вирішені до моменту інтеграції. Одним з таких питання є підвищення надійності електричних мереж. Це питання частково може бути вирішено, за рахунок оптимального секціонування повітряних розподільчих мереж 6 - 20 кВ в умовах застосування Smart Grid. У магістерській дисертації представлено варіант визначення оптимального секціонування розподільчих мереж 6 - 20 кВ, за допомогою покрашеної методики розрахунку на основі «жадібного» алгоритму, представлений аналіз комерціалізації запропонованої методики та проаналізовані соціально – економічні вигоди від його впровадження. Метою дисертаційної роботи є: проведення аналізу оптимального секціонування повітряних розподільчих мереж 6 - 20 кВ в умовах застосування Smart Grid технологій. Для досягнення мети були поставлені та вирішені такі питання: • проведений аналіз особливостей та шляхів підвищення надійності функціонування розподільних мереж напругою 6 - 20 кВ в України та світі; • розглянуті перспективи впровадження технологій Smart Grid з метою підвищення надійності розподільчих мереж; • вдосконалена методика оптимального секціонування розподільчих мереж 6 - 20 кВ; • розроблені пропозиції практичної реалізації (комерціалізації) розробленої методики та перспективи її подальшого розвитку. Об’єктом дослідження є процеси функціонування повітряних розподільчих мереж напругою 6 - 20 кВ в умовах застосування Smart Grid технологій. Предметом дослідження є особливості впливу Smart Grid технологій на надійність електропостачання споживачів. Метод дослідження. Для вирішення поставлених завдань у дисертаційній роботі було застосовано методи оптимального секціонування повітряних розподільчих мереж в умовах врахування нормування показників надійності. За основу для розрахунку оптимального секціонування розподільчих мереж був використаний «жадібний алгоритм». Основні наукові результати роботи включають в себе: - набула подальшого розвитку методика оптимального секціонування повітряних розподільних мереж, що дозволило вирішувати задачу в умовах широкого використання засобів розосередженої генерації та узгодження роботи окремих комутаційно-захисних апаратів, що дозволяє підвищити надійність роботи інтегрованих систем електропостачання, які при цьому утворюються; - вперше здійснено аналіз можливості та доцільності впровадження технології SOP в розподільних мережах в плані підвищення надійності їх роботи, що надає можливість більш широкого й ефективного використання розосередженої генерації; - удосконалено структуру управління РМ на базі OMS, що поряд з підвищенням надійності електропостачання надає можливість одночасного зменшення втрат електричної енергії. Практичне значення одержаних результатів полягає в: - розробці програмного забезпечення для вирішення задачі оптимального секціонування розподільних мереж з інтегрованими в них джерелами розосередженої генерації та при можливості використання широкого спектру комутаційно-захисних пристроїв; - використанні, так званого, «жадібного» алгоритму, що без втрати ефективності отриманого результату в декілька разів скоротити час на вирішення задачі оптимального секціонування розподільних мереж.
Relevance of the topic. Given the policy set out in Ukraine's electricity sector development strategy, namely integration into ENTSO-E, a number of issues arise that need to be addressed by the time of integration. One such issue is to increase the reliability of electrical networks, which can be partially solved via the optimal sectionalizing of overhead distribution networks 6 - 20 kV in terms of Smart Grid. The master's dissertation presents a way of determining the optimal sectionalizing of 6 - 20 kV distribution networks, using an improved calculation method based on the "greedy" algorithm, presents an analysis of the commercialization of the proposed method and analyzes the socio-economic benefits of its implementation. The purpose of the work: analysis of the optimal sectionalizing of overhead distribution networks 6 - 20 kV in terms of Smart Grid technologies. To achieve this goal, the following issues were considered and resolved: • the analysis of features and ways to increase the reliability of functioning of distribution networks with a voltage of 6 - 20 kV in Ukraine and the world was carried out; • the prospects of introduction of Smart Grid technologies in order to increase the reliability of distribution networks were considered; • the method of optimal sectionalizing of 6 - 20 kV distribution networks was improved; • a proposal of practical realization (commercialization) of the developed technique and prospects of its further development was made. The object of the study is the processes of functioning of overhead distribution networks with a voltage of 6 - 20 kV in the conditions of application of Smart Grid technologies. The subject of the study is the features of the influence of Smart Grid technologies on the reliability of electricity supply to consumers. Research methods. To solve the set tasks, the methods of optimal sectioning of overhead distribution networks were applied, taking into account the standardization of reliability indicators. The “greedy algorithm” was used as a basis for calculation of the optimal partitioning of distribution networks. The main scientific results of the work include: • the technique of optimal sectioning of overhead distribution networks was further developed, which made it possible to solve the problem in the conditions of widespread use of distributed generation means and coordination of the operation of individual switching-protective devices, which makes it possible to increase the reliability of the integrated power supply systems, which are formed in this case; • for the first time, an analysis was made of the possibility and feasibility of introducing SOP technology in distribution networks in terms of increasing the reliability of their operation, it makes it possible to use more widely and efficiently distributed generation; • improved control structure of distribution network based on OMS, which, along with increasing the reliability of power supply, provides an opportunity to simultaneously reduce losses of electrical energy. The practical significance of the results obtained is: • development of software for solving the problem of optimal sectionalizing of distribution networks with integrated sources of distributed generation and, if possible, using a wide range of switching protection devices; • using the so-called "greedy" algorithm, without losing the effectiveness of the result obtained, to reduce several times the time for solving the problem of optimal partitioning of distribution networks.

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Bordignon, Andrei. "Controladores auxiliares de frequência para o restabelecimento de microrredes ilhadas com alto nível de inserção de geração eólica." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2339.

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Abstract:

CAPES
A difusão da geração distribuída e das microrredes, bem como a crescente expansão do uso de energias renováveis, como a eólica, trazem desafios e oportunidades relacionados à operação e controle de sistemas elétricos. Em sistemas sujeitos à operação ilhada, a capacidade de restabelecimento é fundamental para que o suprimento de energia seja retomado após a ocorrência de um desligamento. Esta tarefa pode ser de difícil execução, uma vez que desbalanços de potência significativos podem ocorrer, decorrentes da energização da rede e de variações na disponibilidade de energia primária. Neste contexto, o presente trabalho propõe a adoção de estratégias operacionais e de controle que possibilitem a execução do processo de restabelecimento em microrredes híbridas eólico-diesel com alto nível de inserção de geração eólica, sem a adoção de sistemas de armazenamento de energia. A proposta é baseada em duas malhas de controle suplementares para uma unidade eólica de conversor pleno, que habilita a unidade eólica para contribuir com a regulação de frequência durante o restabelecimento da microrrede. Os dois controladores propostos são excitados pelo erro de frequência do sistema e atuam somente quando as cargas do sistema são energizadas. Um dos controladores suplementares tem o objetivo de extrair energia cinética da turbina eólica, através da atuação na referência de velocidade da turbina nas malhas de controle do conversor do lado do gerador. O segundo controlador suplementar é projetado para extrair temporariamente energia elétrica armazenada no barramento CC da unidade eólica, por meio de um deslocamento temporário da referência de tensão do barramento CC nas malhas de controle do conversor do lado da rede. A energia extraída da turbina eólica e do barramento CC é transmitida ao sistema para mitigar o desbalanço de potência causado por um incremento de carga. Assim, as estratégias de controle propostas previnem afundamentos excessivos de frequência durante o restabelecimento de sistemas com baixa inércia. Para o projeto dos controladores propostos, uma técnica de otimização baseada em algoritmos genéticos foi utilizada. O desempenho do sistema é comparado em dois diferentes modos de operação, gerador diesel operando em modo Vf e unidade eólica operando em modo Vf. Resultados obtidos por meio de simulações não lineares no domínio do tempo demostram a efetividade das estratégias propostas.
The diffusion of distributed generation and microgrids, as well as the growing expansion of renewable energy, like wind power, bring challenges and opportunities related to the operation and control of electrical power systems. In systems exposed to islanded operation, the black start capability is fundamental to restore the energy supply after the occurrence of a blackout. The black start is usually a difficult operational event, since significant power unbalances may occur in the system. The present work proposes operational and control strategies that make possible the black start of wind-diesel microgrids with high penetration level of wind generation, without the adoption of energy storage systems. The proposed control approach is based on two supplementary control loops for a fully rated converter wind turbine, which enable the wind unit to contribute to the frequency regulation during the black start of a stand-alone system. Both the proposed controllers employ the system frequency error as input signal and act only when the system loads are energized. One of the supplementary controllers seeks to extract kinetic energy from the wind turbine, by modifying the speed reference of the wind turbine in the typical control loop of the rotor-side converter. The second supplementary controller is designed to temporarily extract electrical energy from the DC-link capacitor, by acting in the reference of the DC-link voltage in the typical control loop of the grid-side converter. The energy extracted from the wind turbine and DC-link capacitor is injected into the grid to mitigate the power unbalance caused by the load energization. Thus, the proposed control strategies prevent excessive frequency drops during the load energization of low inertia stand-alone systems in restoration procedures. The design of the proposed controllers was performed by a genetic algorithm optimization technique. The performance of the system is compared in two different operation modes, diesel generator operating in Vf control mode and wind generation unit operating in Vf control mode. Results obtained by nonlinear time domain simulations demonstrate the effectiveness of the proposed control approach.

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Fiorin, Marcos. "Estratégias de controle coordenado de tensão para sistemas de distribuição com geração eólica." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1087.

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Abstract:

A conexão da geração eólica aos sistemas de distribuição pode causar problemas de qualidade de energia, tais como afundamentos e flutuações de tensão. A geração eólica pode também interferir de forma prejudicial nas estratégias operacionais e de controle utilizadas nos sistemas de distribuição. Por outro lado, o uso de estratégias de controle adequadas pode permitir que a geração eólica mitigue problemas de qualidade de energia relacionados com a regulação de tensão e contribua para melhorar a confiabilidade dos sistemas de distribuição. Neste contexto, esse trabalho propõe estratégias de controle coordenado de tensão para sistemas de distribuição com unidades eólicas de geração distribuída. As estratégias de controle propostas visam possibilitar que a geração eólica contribua de forma coordenada com a regulação de tensão no sistema de distribuição. O controle proposto coordenado com a operação típica de transformadores com controle automático de tap e banco de capacitores chaveados permite que a geração eólica atenue variações e flutuações de tensão causadas pelas variações normais de vento e carga do sistema. O foco do trabalho é a regulação de tensão na barra de média tensão da subestação, considerando a conexão da geração eólica nesse ponto do sistema. Estratégias de controle envolvendo a previsão da velocidade do vento também são propostas para melhorar o desempenho do sistema de controle de tensão. As estratégias propostas podem ser implementadas por meio de uma malha de controle suplementar inserida na unidade eólica de geração. As avaliações e validações realizadas foram baseadas em um sistema de distribuição com topologia típica e considerando dados reais para a linha de transmissão e transformador com comutação de tap com carga (OLTC, do Inglês, On-Load Tap Changer), assim como dados reais de velocidade de vento e curva de carga para o sistema. O estudo também avalia o impacto causado pela conexão da geração eólica na tensão de sistemas de distribuição considerando diferentes níveis de inserção da geração eólica e diferentes classes de vento. Os resultados obtidos demonstram a eficiência das estratégias propostas na regulação da tensão e redução do número de comutações de tap.
The connection of wind generation to distribution systems can cause power quality problems such as voltage sags and voltage fluctuations. The wind generation can also detrimentally affect the operational and control strategies employed in the distribution systems. On the other hand, the use of suitable control strategies may allow wind generation to mitigate power quality problems related to voltage regulation and to improve the reliability of distribution systems. In this context, this work proposes strategies for coordinated voltage control in distribution systems with wind generation. The proposed control strategies aim at enabling wind generation to contribute to coordinated voltage regulation in the distribution system. The proposed coordinated control with the typical operations of On Load Tap Changer (OLTC) transformers and switched capacitor bank, allows the wind power attenuates voltage variations and voltage fluctuations caused by normal changes in system load and wind speed. The focus of this work is the voltage regulation at the medium voltage bus in the substation, considering the connection of wind generation at this point the system. Control strategies involving the prediction of wind speed are also proposed to improve the performance of the voltage control system, and can be implemented by means of a supplementary control loop add to wind generation unit. The evaluations and validations were based on a distribution system with typical topology and considering actual data for the transmission line and OLTC transformer, as well as real data of wind speed and load curve. The study also evaluates the impact caused by the connection of wind generation, for different penetration levels of generation and different wind power classes, on the voltage magnitude of a distribution system. The obtained results have demonstrated the effectiveness of the proposed strategies in regulating the system voltage and reducing the number of tap changes.

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Gomes, Leonardo Alonso. "Metodo baseado em logica nebulosa para alocação de geradores distribuidos sob a optica do perfil de tensão." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258798.

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Abstract:

Orientadores: Carlos Alberto Favarin Murari, Ahda Pionkoski Grilo Pavani
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
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Resumo: Nesta dissertação é proposta uma metodologia baseada em lógica nebulosa para a obtenção de um índice que classifica as barras mais propícias para a instalação de geradores distribuídos em uma rede de distribuição de energia elétrica. A metodologia foi desenvolvida levando em consideração a dificuldade em se manter um perfil de tensão adequado e, dessa forma, tende a contemplar com os maiores valores de índices, as barras nas quais a conexão de geradores tende a melhorar o perfil de tensão da rede. Outro aspecto considerado no desenvolvimento da metodologia foi o de minimizar as perdas de potência ativa na rede elétrica. De forma geral, a obtenção do índice consiste em associar graus de pertinências para as variáveis magnitude da tensão e potência ativa da carga em cada uma das barras e, a partir de regras nebulosas, definir um valor numérico para o índice. Uma das vantagens dessa metodologia é que tais variáveis podem ser classificadas em conjuntos nebulosos, os quais traduzem lingüisticamente os conhecimentos humanos e, assim, pode-se mais facilmente utilizar a experiência humana adquirida na operação de uma rede de distribuição para a definição das regras nebulosas para a obtenção dos índices a serem empregados na alocação dos geradores. E ao ser comparada a técnicas tradicionais de análise, tem-se uma significativa vantagem que consiste em não necessitar de execuções consecutivas de fluxos de potência, sendo necessário apenas a obtenção do estado de operação da rede através de um único fluxo de potência no caso base.
Abstract: This work consists in proposing a methodology based on Fuzzy Logic to obtain an index, which classifies the buses more suitable to install a distributed generator in an electric power distribution system. Themethodologywas developed taking into consideration the difficulty tomaintain a suitable voltage profile in distribution systems, so the methodology results in large, index values for the buses in which the installation of generators results in a more suitable voltage profile. Another aspect included in the methodology is the minimization of the real power losses. Applying a set of fuzzy rules, the index is calculated by setting membership values to the bus 'voltage' and 'load real power'. The advantages of this methodology are that the classification of the variables into fuzzy sets, which allow the linguistic translation of the system operator knowledge and so his experience of operating the system can be employed in the process of allocating distributed generators in the system and when compared to traditional techniques of analysis, does not need of consecutive runs of power flows, it is necessary only to obtain the state operating of the network through only one power flow in base case.
Mestrado
Energia Eletrica
Mestre em Engenharia Elétrica

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Renjit, Ajit Anbiah. "MODELING, ANALYSIS AND CONTROL OF MIXED SOURCE MICROGRID." The Ohio State University, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1450770774.

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Barros, Neto José Paulo de. "Projeto e implementação de um controle modular HCC para integração de fontes alternativas de energia." Universidade Federal de Santa Maria, 2006. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8478.

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Abstract:

The experience of electric energy shortage in 2001 demonstrated that our dependence almost exclusively on hydroelectricity could fetch great problems to Brazil. Thus being, the existence of trustworthy alternatives of energy must exist, at the very least, as a reserve. For this reason, the perspective of decentralizing the energy production as a form of promoting the socioeconomic development of remote communities not connected to the public distribution system as well for mass production of electricity, are the motivations of this work. Such situation justified the analysis of performance and development of the integration of diverse types of alternative primary sources by transforming them into current sources as a means of preventing the circulation of current due to voltage differences across the sources. Control of the load voltage uses the modulation of a secondary load in parallel with a primary load in such a way that current excesses from the current sources are drained only through the secondary load, remaining unchanged the conditions for the primary load. To manage the voltage and current distribution in the main load, a module, dedicated and expandable controller is proposed for hybrid systems of electric energy generation such as those using wind-solar-storage for generation of electric energy in a trustworthy form, unassisted and independent. The proposed integrated system of energy does allow the control and integration of the most usual forms of energy generation such as hydraulic, wind, storage of energy, specially, in batteries. The control program is also adjusted to integrate other forms of generation, independent of its origin. The control as a whole is based on the algorithm "Hill Climbing Control" (HCC) for individual maximization of the generated power and rotation in each source and regulating the voltage across the load, in order to get the best advantage from the installations. In this dissertation is also shown some practical results about the proposed theory on a prototype of control based on the micro controller PIC18F452 for distribution of energy from a power plant of electric energy generation installed and operating in the CEEMA-UFSM campus. Furthermore, the controller module of power as presented in this work is more useful among others because it allows the use of hybrid electronics and microelectronics that are able of concentrating several circuits in a only "chip", including control functions for power conversion, A/D devices, program memory, data memory, modules for capture and comparison, timers and PWM modules.
A experiência do racionamento de energia elétrica no ano de 2001 no Brasil demonstrou que nossa dependência quase que exclusivamente da hidroeletricidade pode nos trazer grandes problemas. Assim sendo, a existência de alternativas de energia confiáveis deve existir, no mínimo, como reserva. Por esse motivo, a perspectiva da descentralização da produção de energia como forma de promoção do desenvolvimento sócio-econômico de comunidades não atendidas pelas formas convencionais de energia bem como para produção em massa de energias alternativas para grandes sistemas de potência, foram as motivações deste trabalho. A necessidade de um conhecimento melhor da integração entre as fontes de energia. Tais temas justificaram a realização da análise do desempenho e o desenvolvimento de tecnologia para a integração de diversos tipos de fontes alternativas transformadas em fontes de corrente como forma de se evitar a circulação de correntes entre as fontes por diferenças individuais de tensão. O controle da tensão de carga usa a modulação de uma carga secundária em paralelo com outra primária tal que os excessos de corrente das fontes sejam drenados apenas para a carga secundária mantendo-se inalteradas as condições da carga primária. Para gerenciar a distribuição das correntes e a tensão na carga principal, utilizou-se um controlador modular, dedicado e expansível para sistemas híbridos de geração de energia elétrica tais como o eólico-solararmazenamento para geração de energia elétrica de forma confiável, desassistida e autônoma. O sistema de energia desenvolvido permite o controle e o acionamento integrados das formas mais conhecidas de geração de energia envolvendo fontes como a hidráulica, a eólica, armazenadores de energia, em especial, as baterias. O programa de controle é adequado para integrar outras formas de geração, independente de sua origem. O controle como um todo, baseia-se no algoritmo "Hill Climbing Control" (HCC) para maximização individual da potência gerada em cada fonte e para o contingenciamento da rotação pela carga, de modo a se obter o melhor proveito das instalações. Por outro lado, a tensão de saída é modulada através da carga secundária de tal forma a compor uma impedância a ser vista pela fonte de corrente resultante das fontes primárias que estabilize em torno da tensão nominal. Esta dissertação mostra os resultados práticos relativos a um protótipo de controle baseado no PIC18F452 para distribuição de energia a partir de uma central de geração de energia elétrica instalado e funcionando no campus da UFSM. O módulo controlador de potência como se apresenta, presta-se para a utilização dos recursos da eletrônica híbrida e da microeletrônica que podem concentrar num único "chip" diversos circuitos, incluindo conversores de potência, conversores A/D, memória de programa, memória de dados, módulos de captura e comparação, temporizadores e módulos PWM, entre outros.

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Moravčík, Martin. "Modelování a simulace hybridní mikro sítě v prostředí PSCAD." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2012. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-219410.

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Abstract:

In the opening part of this master´s thesis there is given concept, description, usage and advantages of micro hybrid grids in comparison to micro grids and there are evolution steps towards hybrid grid. There is also a mention about economics of operation of these grids. In the second part of this thesis there are descriptions of devices that are suitable for usage in micro hybrid grids with emphasis on generators and accumulation possibilities. In the next part of this thesis there is given an approach and description for modeling of various components of hybrid grids in PSCAD environment. In the next part of this thesis there are given simulation results that were conducted on created model. Especially power balance in 24 hour operation of the grid with method for determining suitable size of accumulation and installed capacity of photovoltaics. And next there are showed responses from change of power from photovoltaics, next there is a transition to islanded mode and last there is showed the behavior of converter when the limits of accumulation are reached. In the final part of this thesis there are conclusions, fulfillment of goals of this thesis and possibilities of further study.

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Wanderley, Augusto C?sar Fialho. "Perspectivas de inser??o da energia solar fotovoltaica na gera??o de energia el?trica no Rio Grande do Norte." Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013. http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15488.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AugustoCFW_DISSERT.pdf: 4069800 bytes, checksum: c488b0f09f064b7a5254eca8a4fff499 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30
The generation of electricity in Brazil is predominantly renewable, with internal hydraulic generation being more than 70% of its energy matrix. The electricity rationing occurred in 2001 due to lack of rain, led the country to increase the participation of alternative energy sources. This need for new sources of energy makes the regional potential to be exploited, which configures the change of generation model from centralized generation to distributed generation. Among the alternative sources of energy, the solar energy is presented as very promising for Brazil, given that most of its territory is located near to the equator line, which implies days with greater number of hours of solar radiation. The state of Rio Grande do Norte (RN) has one of the highest levels of solar irradiation of the Brazilian territory, making it eligible to receive investments for the installation of photovoltaic solar plants. This thesis will present the state-of-the-art in solar photovoltaic power generation and will examine the potential for generation of solar photovoltaic power in Brazil and RN, based on solarimetrics measurements conducted by various institutions and also measurements performed in Natal, the state capital
A gera??o de energia el?trica no Brasil ? predominantemente renov?vel, com a gera??o interna hidr?ulica sendo superior a 70% do total de sua matriz energ?tica. O racionamento de energia el?trica ocorrido em 2001, devido ? falta de chuvas, levou o pa?s a incrementar a participa??o de fontes alternativas de energia. Esta necessidade por novas fontes de energia faz com que as potencialidades regionais sejam aproveitadas, o que configura a mudan?a do modelo de gera??o, passando de gera??o centralizada para gera??o distribu?da. Dentre as fontes alternativas de energia, a solar apresenta-se como uma fonte bastante promissora para o Brasil, tendo em vista que a maior parte do seu territ?rio est? localizada pr?ximo ? linha do equador, o que implica em dias com maior quantidade de horas de radia??o solar. O Estado do Rio Grande do Norte (RN) tem um dos maiores ?ndices de incid?ncia solar do territ?rio brasileiro, o que o torna apto a receber investimentos para a instala??o de usinas solares fotovoltaicas. Esta disserta??o apresentar? o estado da arte em gera??o de energia solar fotovoltaica e analisar? o potencial de gera??o da energia solar fotovoltaica no Brasil e no RN, baseando-se em medi??es solarim?tricas realizadas por diversas institui??es e tamb?m em medi??es realizadas em Natal

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Pegueroles, Queralt Jordi. "Control of voltage source converters for distributed generation in microgrids." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2015. http://hdl.handle.net/10803/316782.

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Abstract:

Microgrids are the near future candidate to reduce the dependence on the carbon-based generation, towards a more environmentally friendly and sustainable energy paradigm. The popularization of the use of renewable energy sources has fostered the development of better technologies for microgrids, particularly power electronics and storage systems. Following the improvements in microgrid technologies achieved in the last decade, a new challenge is being faced: the control and management of microgrids for its operation in islanded mode, in addition to its large scale integration into the current electrical power system. The unregulated introduction of distributed generation based on renewable energy sources into the power system could cause as many problems as it would solve. The unpredictability of the generated power would introduce large disturbances into the electric system, making it difficult to control, and eventually resulting in an unstable system. To overcome these issues, the paradigm of microgrids has been proposed: a small power system, able to operate islanded from the main grid, which will permit the large scale introduction of renewable energy sources interfaced with power electronic converters together with energy storage systems into the distribution grids. Microgrids¿ ability to allow their users to operate islanded from the utility grid, brings the potential to offer a high quality of service. It is in the islanded operation mode, particularly in microgrids with a high proportion of renewable based generation, where the major technical challenges are found. This thesis focuses in three of the main challenges of islanded and weak electrical grids: the power converter control of electrical storage systems, its decentralized control design, and also the improvement of power quality in grids disturbed by renewable generation. These topics are addressed from a control point of view, that is, to tackle the electrical problems, modelling them and proposing advanced control strategies to improve performance of microgrids. Energy storage system are a vital element to permit the islanded operation of microgrids, either in the long or short term. New control strategies are proposed in this thesis for the improvement of the converters¿ performance. In addition to the control of the converter, the management and control of different energy storage systems for microgrids are also studied. In particular, supercapacitors and batteries have been considered for the short and long term operation, respectively. Then, the control of islanded microgrids is addressed. Typical controls for islanded microgrids are analysed and new tools for designing stable controllers are proposed. Also, methodologies to analytically obtain the operating point (power flow) of droop controlled grids are studied and proposed. The high penetration of renewable energy sources in weak low-voltage grids results in undesirable electrical disturbances. This problematic in power quality is tackled and innovative solutions to mitigate it are proposed. In particular, a novel power smoothing scheme with simultaneous state of charge regulation of the ESS and power filtering. The new power smoothing scheme, along with the proposed control strategies for storage systems have been experimentally validated in a laboratory test bench, using a supercapacitor bank and a high power lithium-ion battery available at IREC's facilities.
Les microxarxes són les candidates en un futur a curt termini, a substituir la generació basada en el carbó, de cara a assolir un sistema energètic més respectuós amb el medi ambient i més sostenible. La popularització de l'ús d'energies renovables ha fomentat la millora de les tecnologies per a microxarxes, en particular els sistemes d'emmagatzematge i l'electronica de potència. Desprès de les millores en tecnologies de microxarxes aconseguides durant l'última dècada, hi ha un nou repte al qual fer front: el control i gestió de microxarxes per la seva operació aïllada, a més de la integració a gran escala dins del sistema elèctric actual. La introducció descontrolada de fonts de generació distribuides en el sistema elèctric pot causar tants problemes com els que podria sol·lucionar. La incertesa en la producció elèctrica pot introduir grans pertorbacions al sistema elèctric, fent-lo difícil de controlar, i fins i tot el pot arribar a inestabilitzar. Per tal de fer front a aquestes dificultats, es proposa el paradigma de microxarxa: un petit sistema elèctric capaç d'operar de forma aïlla de la xarxa de distribució elèctrica, el qual hauria de permetre la integració a gran escala d'energies renovables a través de l'electrònica de potència, juntament amb sistemes d'emmagatzematge d'energia, dins de les xarxes de distribució. Les microxarxes permeten als seus usuaris a funcionar aillats de la xarxa elèctrica, donant la possibilitat d'oferir una alta qualitat de servei. És en el mode de funcionament aïllat, particularment en microxarxes amb una altra proporció de generació basada en renovables, on es troben la major part de reptes tecnològics. Aquesta tesi es centra en tres d'aquests reptes de les xarxes aillades i dèbils: el disseny del control per a convertidors de potència per a sistemes d'emmagatzematge elèctric, el control descentralitzat de les microxarxes i també la millora en la qualitat de subministre elèctric en xarxes afectades per generació renovable. Aquestes temes es tracten des d'el punt de vista de la teoria de control de sistemes, aixó significa, abordar el problema elèctric, modelar-lo, i proposar estrategies de control avançades per millorar el funcionament de les microxarxes. Els sistemes d'emmagatzematge són un element vital per permetre l'operació aïllada de les microxarxes, tant a llarg com a curt termini. En aquesta tesi es proposen noves estratègies de control per millorar el funcionament dels convertidors d'electrònica de potència. A més del control del convertidor, també s'estudia la gestió i control de diferents sistemes d'emmagatzematge d'energia per a microxarxes. En particular, supercondensador i bateries s'han considerat per l'operació a curt i llarg termini respectivament. Seguidament, s'enfila el control de microxarxes aïllades. S'analitzen els controls típics per a microxarxes i es proposen noves eines de disseny que permeten garantitzar l'estabilitat. A més a més, metodologies per a obtenir el punt d'operació (el flux de potènica) per a xarxes amb control tipus "droop" també s'estudien i proposen. L'alta penetració de fonts d'energia renovables en xarxes de baixa tensió i febles resulta en pertorbacions elèctriques indesitjables. Aquesta problematica en la qualitat de subministrament s'aborda i es proposen solucions inovadores per mitigar els efectes negatius. En particular, s'ha proposat un nou sistema de suavitzat de potència que regula simltaneament l'estat de càrrega del sistema d'emmagatzematge i filtra la potencia fluctuant. El nou esquema de suavitzat de potència, juntament amb les estrategies proposades per als sistemes d'emmagatzematge elèctric s'han validat experimentalment en un banc de laboratori, emprant superconsadors i una bateria d'alta potència, disponibles a les instal·lacions de l'IREC.

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Lima, Luciano Porto de. "Integração de pilhas de células a combustível com outras fontes alternativas de energia." Universidade Federal de Santa Maria, 2009. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8465.

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Abstract:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
This dissertation presents a project of a integrated system with distinct energy generating modules using a wind generator, photovoltaic generator, fuel cells stack (FCs) and an accumulator of energy formed by a bank of batteries. This system was implemented in the Center of Studies in Energy and Environment-CEEMA-UFSM. The alternative sources of energy were connected in such a way as to inject current to a common DC bus avoiding so current circulation among sources due to individual voltage differences. The bus voltage is controlled by modulation of a secondary load in parallel with the main load. Along all tests, it was used the algorithm "Hill Climbing Control" (HCC) to maximize the generated power in the wind generator and in the photovoltaic generator. The FC operating principles are shown in more details with respect to their static and dynamic characteristics. In this MSc dissertation a FC simulator was used connected to real electric loads. A DC-DC Boost-type converter connects each primary source to the DC bus, and a Buck-Boost DC-DC converter with an integrated to control the charge and discharge states of the storage system (bank of batteries). Finally, numerical results were presented for all electric simulations so completing the hybrid system. After discussion of these results, a practical implementation was made to verify the numerical simulations with variable loads fed by the maximized generated powers from the sources.
Esta dissertação refere-se ao desenvolvimento de um sistema de integração entre uma pilha de células a combustível (CaCs), e outros módulos geradores de energia alternativa utilizando gerador eólico, gerador fotovoltaico e um acumulador de energia formado por um banco de baterias. Este sistema foi implementado no Centro de Estudos em Energia e Meio Ambiente-CEEMA, no Centro de Tecnologia da UFSM. As fontes alternativas de energia foram conectadas de forma a injetarem corrente CC em um barramento comum de forma a evitar a circulação de corrente entre as fontes devido à diferença de tensão das mesmas. A tensão no barramento é controlada pelo chaveamento de uma carga secundária em paralelo com a carga principal. É utilizado o algoritmo "Hill Climbing Control" (HCC) para maximizar a potência gerada pela associação do gerador eólico com o gerador fotovoltaico. Evidencia-se neste estudo o princípio de funcionamento das CaCs, suas características elétricas estáticas e dinâmicas quando associada a outras fontes de energia. No desenvolvimento dos trabalhos usou-se um simulador de CaC com cargas elétricas reais. Um conversor CC-CC do tipo Boost conecta cada fonte primária ao barramento CC e para o banco de baterias utiliza-se um conversor CCCC do tipo Buck-Boost para controle do estado de carga e descarga. Os resultados obtidos nas simulações do sistema híbrido e em seguida os resultados dos ensaios de laboratório foram obtidos com a implementação prática de um protótipo que permite variações de cargas e variação da potência gerada nas fontes.

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Dranka, Géremi Gilson. "Estratégia de controle para a operação ilhada autônoma de uma unidade eólica de geração associada a banco de baterias." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1091.

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Abstract:

A inserção e a expansão da geração distribuída (GD) trazem desafios intrínsecos relacionados, sobretudo, a confiabilidade e operação do sistema elétrico de potência (SEP), o que resulta em uma mudança de paradigma imposta aos sistemas de distribuição de energia. Dentre os desafios e oportunidades associados à geração distribuída, destaca-se a operação ilhada dos sistemas de distribuição e microrredes. Nesse contexto, esse trabalho propõe estratégias operacionais e de controle para viabilizar a operação de sistema eólicos. O controle proposto baseia-se em uma malha de controle suplementar, adicionada à malha de controle de velocidade da unidade eólica. A malha de controle proposta consiste em uma quebra de paradigma para o controle da tensão no barramento CC, pois nos sistemas tradicionais essa tensão é normalmente controlada apenas pelo banco de baterias. Através do controle suplementar proposto, torna-se possível reduzir o número e a duração de atuações do banco de baterias, aumentando sua vida útil. Propõe-se ainda, como contribuição, uma metodologia para o dimensionamento mínimo do sistema de armazenamento de energia baseado em banco de baterias para permitir a operação ilhada autônoma de sistemas eólicos. Esse dimensionamento considera um degrau de carga máximo que deverá ser atendido pelo sistema. Por fim, as estratégias operacionais e de controle propostas em conjunto com o sistema de armazenamento de energia são avaliadas e validadas por meio de análises matemáticas e simulações no domínio do tempo utilizando o sistema proposto. Os resultados obtidos demonstraram que o controle proposto permitiu a operação autônoma de um sistema eólico baseado em gerador síncrono com conversor estático completo.
The insertion and expansion of distributed generation bring about intrinsic challenges, especially concerning to the reliability and operation of the electric power system, which results in a paradigm shift imposed on power distribution systems. Among the challenges and opportunities associated to distributed generation, the islanded operation of distribution systems and microgrids has grown considerably. In this context, this paper proposes operational and control strategies to properly allow the operation of a wind generation system. The proposed control is based on a supplementary control loop, added to the speed control loop of the wind turbine. The proposed control loop consists of a paradigm shift to control the DC-link voltage, since in traditional systems the DC-link voltage is usually controlled only by the BESS. The proposed supplementary control loop reduces the number and duration of the BESS actuations. Furthermore, the proposed strategy can contribute to enhance the reliability and the life cycle of the energy storage device. This work also proposes a new methodology for minimum sizing of battery energy storage systems to allow the islanded operation of wind power systems. The methodology considers a maximum load step to be supplied by the system. Finally, the proposed control and operational strategies with the BESS are evaluated and validated throughout mathematical analysis and simulation in the time domain using the proposed system. The proposed control strategy was effective in regulating the DC-link voltage, allowing the islanded operation of a wind power system based on synchronous generator with full-size power converters.

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Ottoboni, Klebber de Araújo. "Análise e projeto via algoritmo de otimização heurística de um controlador de ordem fracionária PIλ para a melhoria do desempenho de um controle em tensão utilizado em micro redes." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-30032016-155740/.

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Abstract:

A inclusão de fontes alternativas no sistema de energia elétrica possibilita a otimização dos recursos naturais disponíveis para geração. A conexão dessas fontes deve ser efetuada de forma a evitar índices de qualidade de energia incondizentes aos limites estabelecidos por normas nacionais e internacionais. Nesse contexto, sistemas de Geração Distribuída (GD) conectados à rede de distribuição via controle tensão/potência utilizam controladores Proporcional+Ressonantes (P+R) para produzir tensões com mínimas distorções na presença de cargas não lineares. Além disso, esse tipo de solução apresenta resultados satisfatórios na presença de outros tipos de carga (linear, não linear e conexão de máquina de indução), entretanto, para uma carga RLC com frequência de ressonância igual à frequência fundamental, o sistema de GD torna-se instável e as distorções harmônicas ultrapassam os limites mínimos estabelecidos para assegurar a qualidade de energia. Dessa forma, essa dissertação de mestrado propõe a substituição do controlador P+R da frequência fundamental por um controlador de ordem fracionária PIλ, projetado através de um algoritmo de otimização heurística. Os resultados obtidos através de simulação demonstram que o controlador proposto apresenta resultados satisfatórios para todas as cargas testadas: Não Linear; Motor de Indução Trifásico e RLC com frequência de ressonância igual à fundamental da rede. Entretanto, os resultados experimentais mostraram uma sensibilidade quanto à mudança de carga e quanto aos parâmetros de discretização do controlador, sugerindo a necessidade de uma análise mais rigorosa na etapa de projeto de modo a se ter robustez quanto à variação de carga.
The insertion of alternative sources in the power system enables the optimization of natural resources available for electrical generation. The connection of these sources to the grid has to be made in order to avoid indices of power quality greater than the limits established by national and international standards. In this context, a Distributed Generation (DG) systems connected to the grid via voltage/power control use a proportional+resonant (P+R) controller to produce not only the fundamental frequency but also to reduce the voltage distortion when nonlinear loads are connected to the DG terminals. Additionally, this type of solution shows satisfactory results for linear, balanced, unbalanced and direct connection of induction machine as well. However, for parallel RLC load with frequency of resonance equals to the fundamental frequency of the grid, the DG system operation becomes unstable with high levels of harmonic distortions and an oscillatory behavior. In this context, we propose the replacement of the PR controller for the fundamental frequency by a fractional order controller PIλ designed via a heuristic optimization algorithm. To prove the feasibility of the proposed approach a set of simulations are presented, however, the experimental prototype shown the sensitivity of the controller for different loads and for the controller discretization parameters suggesting the need for more analysis during the design procedures of the PIλ controller to achieve the expected robustness.

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Ivan, Todorović. "Управљање претварачем којим се остварује подршка дистрибутивној мрежи током поремећаја." Phd thesis, Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu, 2018. https://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=107815&source=NDLTD&language=en.

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Abstract:

Предложен контролни алгоритам за инвертор повезан на мрежуомогућава реализацију сваког профила контролисаних електричнихвеличина који је у домену физичких могућности дистрибуираног извора.Другим речима, управљачки програм не обезбеђује остваривањедискретног спектра режима, као што је то до сада био случај сарешењима предложеним у научној литератури, већ омогућава сигурнупроизводњу произвољног профила фазних струја и напона. Показано једа предложено решење задовољава најстроже релевантне законскерегулативе. У раду је анализиран већи број функционалности и испитанје њихов утицај на процес производње електричне енергије с акцентом нахаваријске режиме. Разматрана је интеракција дистрибуираних изво-ра идистрибутивне мреже у режимима са поремећајима и приложен је већиброј експерименталних резултата прикупљених употребом HIL окружења.
Predložen kontrolni algoritam za invertor povezan na mrežuomogućava realizaciju svakog profila kontrolisanih električnihveličina koji je u domenu fizičkih mogućnosti distribuiranog izvora.Drugim rečima, upravljački program ne obezbeđuje ostvarivanjediskretnog spektra režima, kao što je to do sada bio slučaj sarešenjima predloženim u naučnoj literaturi, već omogućava sigurnuproizvodnju proizvoljnog profila faznih struja i napona. Pokazano jeda predloženo rešenje zadovoljava najstrože relevantne zakonskeregulative. U radu je analiziran veći broj funkcionalnosti i ispitanje njihov uticaj na proces proizvodnje električne energije s akcentom nahavarijske režime. Razmatrana je interakcija distribuiranih izvo-ra idistributivne mreže u režimima sa poremećajima i priložen je većibroj eksperimentalnih rezultata prikupljenih upotrebom HIL okruženja.
Proposed grid-connected inverter control algorithm enables production of anycontrolled variables’ profile that is in the domain of converter’s physicalcapabilities. In other words, the control program does not allow only for anarrow spectrum of different working regimes to be realized, as it was the casepreviously with the solutions proposed in the literature, but can result in a safeproduction of arbitrary meaningful phase currents and voltages profiles. It wasdemonstrated that the proposed solution satisfies the most stringent of the GridCodes. Furthermore, advanced functionalities not addressed in the Grid Codeswere also analysed and the influence of those functionalities’ application onthe process of the energy production during the grid faults was evaluated inthe dissertation. Interaction between the distributed generation units and thedistribution network was studied and a number of HIL experimental results areprovided.

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Bastos, Renan Fernandes. "Sistema de gerenciamento para a integração em CC de fontes alternativas de energia e armazenadores híbridos conectados a rede de distribuição via conversores eletrônicos." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-25012017-161639/.

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Abstract:

Esta tese de doutorado visa o estudo e o desenvolvimento de topologias e técnicas de controle para a integração de fontes alternativas tais como, solar e eólica acopladas a um barramento comum em corrente continua (CC) e conectá-las à rede de distribuição. O sistema contará também com elementos armazenadores como bancos de baterias e ultracapacitores, formando assim uma estrutura híbrida de armazenamento. Algoritmos de gerenciamento de energia serão implementados para que o perfil de injeção de potência na rede seja suave, eliminando as oscilações que são criadas, naturalmente, por fontes dependentes de fatores climáticos. Como consequência, os sistemas formados por fontes alternativas podem se tornar confiáveis e previsíveis, melhorando a capacidade de planejamento em um cenário cujos sistemas apresentem uma participação elevada na matriz energética. Duas metodologias de gerenciamento de energia são executadas neste trabalho, na primeira o ultracapacitor é gerenciado de modo a permitir a transferência de potência constante para a rede de distribuição em intervalos da ordem de minutos. A segunda estratégia se baseia no uso de banco de baterias combinado com ultracapacitores, formando uma estrutura híbrida de armazenamento. Nessa estrutura de gerenciamento, os armazenadores se comunicam entre si de forma a realizar um compartilhamento e filtragem de energia, fazendo com que transitórios de potência não sejam transmitidos para a rede de distribuição. Nesta estratégia, as baterias são responsáveis pelo fornecimento/absorção da potência média enquanto os ultracapacitores se encarregam dos transitórios. No segundo instante outras duas metodologias de divisão de carga são propostas para microrredes híbridas, contudo são baseadas em estratégias descentralizadas, ou seja, os armazenadores não se comunicam entre si para realizar o compartilhamento. Resultados experimentais e simulações irão comprovar a efetividade das metodologias de gerenciamento propostas.
This Ph.D. dissertation aims the study and development of topologies and control techniques to integrate various alternative sources such as solar and wind, coupled to a direct current (DC) common bus and connect them to the distribution grid. Storage devices such as battery banks and ultracapacitors will form a hybrid storage structure that is responsible for the power supplying in periods in which the sources are unable (times of the day in which the light incidence is low or when the wind amount is scarce). Power management algorithms will be implemented so the alternative sources and storage devices exchange energy, in order to make smoother the power injection profile in the grid, eliminating the fluctuations that are created naturally by alternative sources. With a smooth power profile, energy management systems based on alternative sources may become more reliable and predictable, improving planning capacity in a scenario in which the renewable energy sources have a high penetration in the energy matrix. To obtain such a result, two power management methodologies are executed; the first one is based on ultracapacitors and aims to deliver constant power to the distribution network, even when the power production is zero. However, this technique allows constant power just for a few minutes, once the ultracapacitor capacity is limited. The second strategy is based on the bank of batteries combined with ultracapacitors, forming the hybrid storage system. In this management structure, the storage devices communicate with each other in order to perform a power sharing, resulting in a filtrated power profile delivered to the distribution network. In this strategy, the batteries are responsible to providing average power while ultracapacitors are in-charge of the transient power, sparing the batteries from supplying power peaks. In a second moment, two other load sharing methodologies are proposed for hybrid systems, but are based on decentralized techniques, i.e. storage devices do not communicate with each other to make the power sharing. Experimental and simulated results will prove the effectiveness of the control strategies and management methodologies.

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Pozzebon, Giovani Guarienti. "Controle e análise de conversores multiníveis conectados em redes de distribuição para aplicação em painéis fotovoltaicos e armazenadores de energia." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-18072013-111105/.

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Abstract:

A utilização de conversores multiníveis tem sido uma importante alternativa para aplicações de alta potência e média tensão, graças aos altos níveis de potência alcançáveis por estas estruturas. Recentemente, esta topologia de conversores foi aplicada em sistemas com fontes alternativas para alimentar um sistema de geração distribuída, nos quais diferentes fontes de energia eram utilizadas. Com base nas características dos conversores multinível e sua potencial aplicabilidade em sistemas de geração distribuída, este trabalho tem como objetivo construir um sistema multinível conectado a rede de distribuição para utilização de fontes alternativas de energia como fontes primárias. Considerando que a energia fornecida pelas fontes alternativas pode sofrer variações, propõe-se a integração de sistemas armazenadores de energia, como capacitores, ao sistema multinível. Por isso, este trabalho desenvolve uma estratégia de controle para máxima transferência de potência ativa entregue à rede a fim de obter um fluxo ótimo. A topologia multinível deste trabalho possui em sua configuração dois módulos inversores conectados em série. Neste caso, é possível que pelo menos um desses inversores funcione com uma modulação em baixa frequência processando a maior parcela de potência. Assim, duas estratégias de controle modulação de fase e modulação de amplitude para a transferência de potência realizada pelo inversor de baixa frequência são analisadas. As vantagens e desvantagens de cada um dos métodos são expostas e então a estratégia mais adequada, no caso a modulação de amplitude, é utilizada na operação do conversor multinível. Além disso, são apresentados a modelagem das plantas e o projeto dos controladores de cada um dos módulos inversores. Por fim, a validação da proposta é feita através dos resultados de simulações e experimentais que mostram a capacidade do sistema de geração em transferir potência constante para a rede de distribuição e manter a corrente quase sem distorções em fase com a tensão.
The utilization of multilevel converters has been an important alternative for medium voltage applications with high power and power quality demand, thanks to the high power levels achievable for this kind of structure. Recently, this converter topology was proposed as a new possibility in renewable energy source applications, mainly in system delivering power to the grid, where different renewable energy resources may be used. Based on the characteristics of multilevel converters, and their potential applicability in distributed generation systems, this study aims to build a multilevel system that could be powered by renewable energy sources as primary sources and then connect them to a distribution grid. However, considering the energy produced by alternative sources can vary, it is analyzed the integration of a storage energy system in this multilevel topology. Taking into account this ends, the main concern of this study is related to the development of a control strategy to maximize the active power transferred to the grid. The multilevel topology employed in this study has two H-bridge inverter modules connected in series forming a cascaded configuration. Therefore, it is possible that at least one of these inverters, operating with a low frequency of modulation, process the majority of power with lower amount of losses. On this way, two control strategies for power transfer are analyzed. The advantages and disadvantages of each method are presented, and the most appropriated strategy is used in the operation of the multilevel converter system. In addition, it has been presented the design criteria for each controller and finally the validation of the proposed approach is done by mains of simulations and experimental results which show the ability of the converter to transfer constant active power to the grid and keep the grid current in phase with the grid voltage.

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Bastos, Renan Fernandes. "Sistema de gerenciamento para carga e descarga de baterias (chumbo-ácido) e para busca do ponto de máxima potência gerada em painéis fotovoltaicos empregados em sistemas de geração distribuída." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-27032013-093519/.

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Abstract:

O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de carga e descarga de baterias de chumbo-ácido para sistemas de geração distribuída acoplada a um conjunto de painéis fotovoltaicos e conectada à rede elétrica. O conjunto de painéis opera de forma a maximizar a energia gerada através de um algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracking) e a rede elétrica opera como rota para o excedente produzido pelos painéis. Para que a bateria possa ser carregada e descarregada com eficiência evitando sobrecargas e descarregamentos profundos, uma metodologia de estimação do estado de carga da bateria é implementada visando um controle mais eficiente (maximizando a vida útil da bateria) e um melhor aproveitamento da energia armazenada. Para o gerenciamento da carga e descarga do banco de baterias é utilizada uma topologia bidirecional (Boost-Buck) com controlador fuzzy P+I para estabilização de corrente ou tensão. Em relação à técnica de controle para o sistema PV, um controlador PI clássico é utilizado para regular a tensão terminal e ponto de máxima potência que é definido por um algoritmo de perturbação e observação (P&O). Para validar os controladores e os modelos teóricos desenvolvidos é construído um protótipo do sistema. São analisados, também, o comportamento do sistema de carga das baterias e painel fotovoltaico sob condições extremas como queda abrupta de irradiação solar, desconexão inesperada dos painéis e mudanças no ponto ótimo de funcionamento dos mesmos.
The present work aims to develop a system of charging and discharging lead-acid batteries for distributed generation connected to a set of photovoltaic panels, and used in grid connected applications. The set of panels operates to maximize the energy produced by means of an MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm and the power grid absorbs the extra power produced by the panels. For charging and discharging the battery pack and to prevent overload and deep discharge, a methodology for estimating the state of charge is implemented in order to obtain an efficient control technique (maximizing battery life), and more efficient use of the stored energy. To manage the charging and discharging of the battery bank a bidirectional topology (Boost-Buck) with fuzzy P+I controller for stabilization of current or voltage is used. To regards the PV control technique, a classical PI controller is employed to regulate the PV terminal voltage, and the maximum power point is determined by a perturb and observe (P&O) algorithm. To validate the controllers and the theoretical models developed is built a prototype system, and analyzed the behavior of the batteries charger and photovoltaic panel under extreme environmental conditions such as abrupt decrease of solar irradiation, unexpected panels disconnection and changes of the maximum power point of the panels.

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Bakkar, Mostafa. "Sag effects on protection system in distributed generation grids." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2022. http://hdl.handle.net/10803/673721.

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Abstract:

Distributed Generators (DGs) are sensible to voltage sags, so the protection devices must trip fast to disconnect the faulted part of the grid. The DG disconnection will not be desirable in the near future with a large penetration, so it will be necessary to lay down new requirements that should be based on avoiding unnecessary disconnections. Therefore, to prevent unnecessary tripping when inverter-based DGs are connected to the Medium Voltage (MV) grid, reliable and effective protection strategies need to be developed, considering the limited short-circuit current contribution of DG. The initial goal of this study is to employ different possible control strategies for a grid-connected inverter according to the Spanish grid code and to analyze the output voltage behavior during symmetrical and unsymmetrical voltage sags. The analytical development of the proposed strategies shows the impacts of the sag on currents, voltages, active and reactive powers. Another goal of this research is to propose a protection strategy based on Artificial Intelligence for a radial or ring distribution system with high DG penetration. The protection strategy is based on three different algorithms to develop a more secure, redundant, and reliable protection system to ensure supply continuity during disturbances in ring and radial grids without compromising system stability. In order to classify, locate and distinguish between permanent or transient faults, new protection algorithms based on artificial intelligence are proposed in this research, allowing network availability improvement disconnecting only the faulted part of the system. This research introduces the innovative use of directional relay based on a communication system and Artificial Neural Network (ANN). The first algorithm, Centralize algorithm (CE), collects the data from all the PDs in the grid in the centralized controller. This algorithm detects the power flow direction and calculates the positive-sequence current of all the PDs in the grid. Significant benefits of this system are that it consolidates the entire systems security into a single device, which can facilitate system security control. However, the CE will not pinpoint the exact location of the fault if there is any loss of information due to poor communication. Therefore, the systems redundancy can be improved by cooperating with a second algorithm, the Zone algorithm (ZO). ZO algorithm is based on zone control using peer-to-peer connectivity in the same line. The faulty line in that zone may be identified by combining the two PDs data on the same line. The most relevant advantage of this algorithm is its flexibility to adapt to any grid modification or disturbance, even if they are just temporary, unlike the CE, which is fixed to the existing grid configuration. The third protection algorithm, Local algorithm (LO), has been proposed without depending on the communication between the PDs; then, the protection system can work properly in case of a total loss of communication. Each PD should be able to detect if the fault is located in the protected line or another line by using only the local information of the PD. According to the type of fault and based on local measurements at each PD of abc voltages and currents, different algorithms will be applied depending on the calculation of the sequence components. The main advantage of this algorithm is the separate decision of each PD, and avoiding communication problems. In case of radial grids, both mechanical breakers and Solid State Relays (SSRs) are used to verify the protection strategies, and in the case of ring grids, mechanical breakers are used, due to the limitations in required voltage difference of SSR. The proposed protection algorithms are compared with conventional protections (Overcurrent and Differential) protections to validate the contribution of the proposed algorithms, especially in reconfigurable smart grids.
El objetivo inicial de este estudio es emplear diferentes estrategias de control posibles para un inversor conectado a la red segun el código de red español y analizar el comportamiento de la tensión de salida durante caídas de tensión simétricas y asimétricas. El desarrollo analítico de las estrategias propuestas muestra los impactos de los huecos de tensión en las corrientes, tensiones, potencias activas y reactivas. Otro objetivo de esta investigación es proponer una estrategia de protecclón basada en lnteligencia Artificial para una red del Sistema de Distribución, radial o en anillo, con elevada penetración de Generación Distribuida. La estrategia de protección se basa en tres algoritmos diferentes para desarrollar un sistema de protección más seguro, redundante, y fiable, que asegure la continuidad de suministro durante perturbaciones en redes radiales o en anillo sin comprometer la estabilidad del sistema. Para clasificar, localizar y distinguir entre faltas permanentes o transitorias, se proponen en este trabajo nuevos algoritmos de protección basados en inteligencia artificial, permitiendo la mejora de la disponibilidad de la red, al desconectar sólo la parte del sistema en falta. Esta investigación introduce la innovación del uso del rele direccional basado en un sistema de comunicación y Redes Neuronales Artificiales (ANN). El primer algoritmo, Algoritmo Central (CE), recibe los datos de todos los PDs de la red en un control central. Este algoritmo detecta la dirección de flujo de cargas y calcula la corriente de secuencia positiva de todos los PDs de la red. El entrenamiento de ANNs incluye variaciones en la corriente de cortocircuito y la dirección del flujo de potencia en cada PD. Los beneficios mas significativos de este sistema son que concentra la seguridad total del sistema en un único dispositivo, lo que puede facilitar el control de la seguridad del sistema. Sin embargo, el CE no determinara con precisión la localización exacta de la falta si hay alguna perdida de información debida a una pobre comunicación. Por lo tanto, la redundancia del sistema se puede mejorar cooperando con un segundo algoritmo, el algoritmo de Zona (ZO). El algoritmo ZO se basa en un control de zona usando la conectividad entre dispositivos de protección de una misma línea. La línea en falta en esa zona puede identificarse combinando los datos de los dos PDs de la misma línea.. La ventaja mas relevante de este algoritmo es su flexibilidad para adaptarse a cualquier modificación de la red o perturbación, incluso si sólo son temporales, a diferencia del CE, que se ha adaptado para la configuración de la red existente. El tercer algoritmo de protección, algoritmo Local (LO), ha sido propuesto sin dependencia de la comunicación entre PDs; por lo tanto, el sistema de protección puede operar correctamente en el caso de una pérdida total de comunicación. Cada PD debe poder detectar si la falta esta ubicada en la línea protegida o en otra línea, utilizando sóIo la información local del PD. Según el tipo de falta, y en base a medidas locales en cada PD, de tensiones y corrientes abc, se aplican diferentes algoritmos en función del cálculo de las componentes simétricas. La principal ventaja de este algoritmo es la actuación por separado de cada PD, evitando los problemas de comunicación. En el caso de las redes radiales, se utilizan tanto interruptores mecánicos como réles de estado sóIido (SSR) para verificar las estrategias de protección, y en el caso de las redes en anillo se utilizan interruptores mecánicos, debido a las limitaciones de tensión para su conexión. Los algoritmos de protección propuestos se comparan con protecciones convencionales (Sobrecorriente y Diferencial) para validar la contribución de los algoritmos propuestos, especialmente en redes inteligentes reconfigurables.
Enginyeria Elèctrica

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Haji, Miragha Amirhossein. "Generation Control in Small IsolatedPower Systems." Thesis, KTH, Elektroteknisk teori och konstruktion, 2005. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-118921.

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Abstract:

This thesis is concerned with the generation control in small isolated power systems consisting of inverter interfaced generation systems. First the components of an individual distributed generation system (DGS) as well as the corresponding control schemes for active and reactive power flow are discussed and implemented. Then the contribution of multiple DGS to meet the requirement of the loads in both gridconnected and island operations are discussed. Having evaluated the performance of each developed model such as voltage source inverter, PQ and PV controlled as well as reference DGS, the impact of voltage degradation on power load control in isolated systems is analyzed. Finally a new method for generation control in a small power system based on power sharing between multiple DGS with voltage degradation consideration as the last alternative for sustaining the system is proposed and implemented.-11D

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Jung, Jin Woo. "Modeling and control of fuel cell based distributed generation systems." Connect to resource, 2005. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1116451881.

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Abstract:

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2005.
Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xvi, 209 p.; also includes graphics. Includes bibliographical references (p. 202-209). Available online via OhioLINK's ETD Center

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Thacker, Timothy Neil. "Control of Power Conversion Systems for the Intentional Islanding of Distributed Generation Units." Thesis, Virginia Tech, 2005. http://hdl.handle.net/10919/30814.

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Abstract:

Within the past decade, talk has arisen of shifting the utility grid from centralized, radial sources to a distributed network of sources, also known as distributed generation (DG); in the wake of deregulation, the California energy crisis, and northeastern blackouts. Existing control techniques for DG systems are designed to operate a system either in the connected or disconnected (islanding) mode to the utility; thus not allowing for both modes to be implemented and transitioned between. Existing detection and re-closure algorithms can also be improved upon. Dependent upon the method implemented, detection algorithms can either cause distortions in the output or completely miss a disturbance. The present re-closure process to reconnect to the utility is to completely shutdown and wait five minutes. The proposed methods of this study improve upon existing methods, via simulation and hardware experimentation, for DG systems that can intentionally islanding themselves. The proposed, â switched-modeâ , control allows for continuous operation of the system during disturbances by transitioning the mode of control to reflect the change in the system mode (grid-connected or islanding). This allows for zero downtimes without detrimental transients. The proposed detection method can sense disturbances that other methods cannot; and within 25 ms (approximately 1.5 line-cycles at 60 Hz). This method is an improvement over other methods because it eliminates the need to purposely distort the outputs to sense a disturbance. The proposed re-closure method is an improvement over the existing method due to the fact that it does not require the system to de-energize before re-synchronizing and reconnecting to the utility. This allows for DGs to continuously supply power to the system without having to shut down. Results show that the system is generally ready to reconnect after 2 to 5 line cycles.
Master of Science

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Ferreira, Rodrigo Arruda Felício. "Controle de microrredes CC baseado em droop adaptativo de tensão – simulação em tempo real com control-hardware-in-loop." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2015. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4173.

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Abstract:

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-25T15:30:19Z No. of bitstreams: 1 rodrigoarrudafelicioferreira.pdf: 7303630 bytes, checksum: 971316c74f1313f54e1c09c837c93e74 (MD5)
Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-26T12:05:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigoarrudafelicioferreira.pdf: 7303630 bytes, checksum: 971316c74f1313f54e1c09c837c93e74 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-04-26T12:05:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigoarrudafelicioferreira.pdf: 7303630 bytes, checksum: 971316c74f1313f54e1c09c837c93e74 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Este trabalho apresenta um estudo sobre alguns dos aspectos relacionados às microrredes em corrente contínua, uma alternativa para utilização de fontes renováveis de energia em sistemas de geração distribuída. Considerando que a manutenção da tensão no barramento principal das microrredes, no qual as fontes e as cargas são conectadas, é uma das questões mais importantes para a operação de modo satisfatório destes sistemas, um sistema de controle descentralizado de tensão integrando técnicas de controle por droop de tensão e de controle por modos deslizantes é proposto. Uma microrrede CC de 10 kW conectada à rede CA e composta por arranjos fotovoltaicos e bancos de baterias, dimensionada para atender uma parcela das cargas eletrônicas e de iluminação do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia – Campus Juiz de Fora, é modelada e simulada em tempo real utilizando o conceito de simulação CHIL. Resultados experimentais utilizando controladores externos como dispositivos em teste são utilizados para analisar o comportamento do sistema em diferentes condições e para validação da metodologia proposta. Além disso, é apresentado um estudo das técnicas de análise de estabilidade de tensão para sistemas em corrente contínua. Por ﬁm, é apresentada uma metodologia baseada em síntese de elementos reativos utilizando conversores estáticos para estabilização ativa de sistemas CC simpliﬁcados, contendo uma fonte e uma carga do tipo potência constante.
This work presents aspects related to DC microgrids, an alternative way of using renewable energy sources in a decentralized fashion. Whereas the maintenance of the microgrid main bus voltage, in which the sources and loads are connected, is one of the most important issues for the satisfactory operation of these systems, a novel methodology for regulating DC bus voltage integrating voltage droop control and sliding mode control techniques is proposed. A grid-connected 10 kW DC microgrid containing photovoltaic arrays and a battery bank, sized to meet a portion of electronic and lighting loads of the Federal Institute of Education, Science and Technology - Campus Juiz de Fora, is modeled and simulated in real time using the concept of CHIL simulation. Experimental results using external controllers as hardware under test are used to analyze system behavior under diﬀerent conditions and to validate the proposed methodology. Furthermore, a study regarding voltage stability analysis techniques applied to DC systems is presented. Finally, a methodology based on synthesis of reactive elements using static converters for active stabilization of simpliﬁed CC systems, containing one source and one constant power load, is presented.

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Dematt?, Ricardo Dantas. "Avalia??o da Inser??o de Gera??o Distribu?da no Sistema de Distribui??o de Energia El?trica Brasileiro Utilizando M?todos Multicrit?rio." Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas, 2017. http://tede.bibliotecadigital.puc-campinas.edu.br:8080/jspui/handle/tede/977.

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Abstract:

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-08-09T17:49:34Z No. of bitstreams: 1 RICARDO DANTAS DEMATTE.pdf: 2862053 bytes, checksum: b9419efebad5f62cec88e8d25dde8f3d (MD5)
Made available in DSpace on 2017-08-09T17:49:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RICARDO DANTAS DEMATTE.pdf: 2862053 bytes, checksum: b9419efebad5f62cec88e8d25dde8f3d (MD5) Previous issue date: 2017-06-28
Nowadays, one of the main challenges in the world is the generation of electricity in a sustainable and renewable way, aiming to gradually reduce the generation based on fuels that cause a high environmental impact such as coal, oil, and nuclear energy. The emission and accumulation of CO2 in the atmosphere and the consequent global warming has convinced public opinion that the use of low environmental impact technologies should play a prominent role in energy production. Distributed generation using renewable sources presents itself as a worldwide trend to meet part of the demand for electricity. In this way, this work proposes a multicriteria evaluation of the main sources of energy used in the Brazilian electrical system, from the economic, technical and socio-environmental point of view. In this sense, it is also an evaluation of the impacts of the insertion of the distributed generation into the Brazilian electricity distribution network.
Um dos principais desafios encontrados no mundo atualmente ? a gera??o de energia el?trica de forma sustent?vel e renov?vel, visando diminuir gradativamente a gera??o baseada em combust?veis que causam um grande impacto ambiental como o carv?o, petr?leo e energia nuclear. A emiss?o e acumula??o de CO2 na atmosfera e o consequente aquecimento global tem convencido a opini?o p?blica que o uso de fontes de energia de baixo impacto ambiental devem ocupar papel de destaque na produ??o de energia. A gera??o distribu?da utilizando fontes renov?veis apresenta-se como uma tend?ncia mundial para atender parte da demanda por energia el?trica. Desta forma, este trabalho prop?e uma avalia??o multicrit?rio das principais fontes de energia utilizadas no sistema el?trico brasileiro, sob o ponto de vista econ?mico, t?cnico e socioambiental. Neste sentido, tamb?m ? foi realizada uma avalia??o dos impactos da inser??o da gera??o distribu?da na rede de distribui??o de energia el?trica brasileiro.

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Alves, Marcos Gutierrez [UNESP]. "Sistema de geração distribuída fotovoltaica com acumulação, controle da injeção de potências ativa e reativa, com capacidade de operação conectada e ilhada." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2017. http://hdl.handle.net/11449/151952.

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Abstract:

Submitted by MARCOS GUTIERREZ ALVES null (mmarkos.alves@gmail.com) on 2017-10-18T17:25:15Z No. of bitstreams: 1 Marcos Gutierrez Alves - Tese.pdf: 10359243 bytes, checksum: 24da24ccb395d0581201cc49607f4bf6 (MD5)
Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-10-23T18:18:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_mg_dr_ilha.pdf: 10359243 bytes, checksum: 24da24ccb395d0581201cc49607f4bf6 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-10-23T18:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_mg_dr_ilha.pdf: 10359243 bytes, checksum: 24da24ccb395d0581201cc49607f4bf6 (MD5) Previous issue date: 2017-08-21
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Frente aos novos desafios impostos ao cenário energético mundial, esta tese de doutorado implementa e analisa uma micro-rede de geração distribuída (GD), com acumulação e capacidade de operação conectada ou desconectada da rede de distribuição de energia elétrica (RDEE). A energia é fornecida à RDEE através de seis inversores monofásicos, constituindo uma rede trifásica, sendo três deles com capacidade de operação ilhada e conectada, e outros três com características de fonte de corrente que podem injetar energia de forma controlada, ativa ou reativa, no ponto de conexão comum (PCC). Através do sistema de acumulação com baterias do tipo chumbo-ácido, também é possível que o sistema minimize o consumo de energia da RDEE, mesmo quando não há energia solar, extraindo potência das baterias. Tendo em vista que a quase totalidade dos inversores utilizados em um sistema de GD fornecem somente potência ativa, ou trabalhem com fator de potência fixo, este trabalho também implementa o controle dinâmico de P e Q na micro-rede, atuando como compensador de tensão no PCC e promovendo melhorias na qualidade da energia elétrica. A micro-rede é gerenciada por um programa desenvolvido para o controle de todos os dispositivos essenciais presentes na GD, incluindo controle da carga e descarga do sistema de acumulação, controle dos contatores de conexão de todo o sistema, e controle do firmware dos inversores conectados, permitindo total liberdade de gestão da energia disponível, resultando numa importante ferramenta acadêmica de aprendizagem. Adicionalmente, a planta de GD é monitorada por meio de um programa de aquisição de dados do fluxo de energia elétrica que flui entre a GD e a RDEE, armazenando os dados relevantes em um banco de dados de informações para análises em longo prazo. É apresentada uma revisão bibliográfica para o cenário energético mundial e no Brasil, além das configurações de micro-rede com GD mais utilizadas no setor atualmente. O diagrama geral da micro-rede com GD é exposto, com descrição de cada equipamento e dimensionamento das fontes de energia solar. Finalmente, resultados experimentais e estruturas dos códigos são apresentados e discutidos.
Considering the new challenges imposed in the energetic scenario around the world, this PhD thesis implements and analyzes a micro-grid of Distributed Generation (DG) plant with accumulation and capability of operation connected or islanded from the electric power distribution grid. The system will supply power to the utility grid and local loads through six single-phase inverters, constituting a three-phase system, among which three are with capability to operate in islanded and connected mode, and the other three single-phase inverters with current source characteristic that can inject active or reactive power in a controlled manner at the point of common coupling (PCC). Through the accumulation system with lead-acid batteries technology, it is also possible that the system minimizes the utility grid consumption, though without solar energy. Given that most of the available inverters for DG are designed only to provide active power or to operate with a fixed power factor, this work, in the meantime, implements the dynamic control of the supplied active and reactive power (P and Q) in micro-grid, acting as a voltage compensator at the PCC to improve the quality of electric power. The micro-grid is managed by software designed to control and communicate with all essential devices in DG, including control of charge and discharge of the accumulation system, control of the whole system connection contactors, and the firmware control of grid connected inverters, which allow a wide control over the available energy and provide a significant academic studying platform. In addition, the energy flow between the DG and the utility grid is monitored through a power quality monitoring device, which is capable to send daily reports by email. In this way, a program was developed to store and recover all the relevant data in a database for the long-term analysis, compiling the results for easy interpretation. A literature review is presented for the world energy scenario, with more focus in Brazil, besides the micro-grid configurations with DG most used in the sector currently. This work also shows the general diagram of the micro-grid with DG describing the equipment and dimensioning the solar energy sources. Finally, it demonstrates and discusses experimental results and code structures.

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Alves, Marcos Gutierrez. "Sistema de geração distribuída fotovoltaica com acumulação, controle da injeção de potências ativa e reativa, com capacidade de operação conectada e ilhada /." Ilha Solteira, 2017. http://hdl.handle.net/11449/151952.

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Abstract:

Orientador: Carlos Alberto Canesin
Resumo: Frente aos novos desafios impostos ao cenário energético mundial, esta tese de doutorado implementa e analisa uma micro-rede de geração distribuída (GD), com acumulação e capacidade de operação conectada ou desconectada da rede de distribuição de energia elétrica (RDEE). A energia é fornecida à RDEE através de seis inversores monofásicos, constituindo uma rede trifásica, sendo três deles com capacidade de operação ilhada e conectada, e outros três com características de fonte de corrente que podem injetar energia de forma controlada, ativa ou reativa, no ponto de conexão comum (PCC). Através do sistema de acumulação com baterias do tipo chumbo-ácido, também é possível que o sistema minimize o consumo de energia da RDEE, mesmo quando não há energia solar, extraindo potência das baterias. Tendo em vista que a quase totalidade dos inversores utilizados em um sistema de GD fornecem somente potência ativa, ou trabalhem com fator de potência fixo, este trabalho também implementa o controle dinâmico de P e Q na micro-rede, atuando como compensador de tensão no PCC e promovendo melhorias na qualidade da energia elétrica. A micro-rede é gerenciada por um programa desenvolvido para o controle de todos os dispositivos essenciais presentes na GD, incluindo controle da carga e descarga do sistema de acumulação, controle dos contatores de conexão de todo o sistema, e controle do firmware dos inversores conectados, permitindo total liberdade de gestão da energia disponível, resultando numa ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Considering the new challenges imposed in the energetic scenario around the world, this PhD thesis implements and analyzes a micro-grid of Distributed Generation (DG) plant with accumulation and capability of operation connected or islanded from the electric power distribution grid. The system will supply power to the utility grid and local loads through six single-phase inverters, constituting a three-phase system, among which three are with capability to operate in islanded and connected mode, and the other three single-phase inverters with current source characteristic that can inject active or reactive power in a controlled manner at the point of common coupling (PCC). Through the accumulation system with lead-acid batteries technology, it is also possible that the system minimizes the utility grid consumption, though without solar energy. Given that most of the available inverters for DG are designed only to provide active power or to operate with a fixed power factor, this work, in the meantime, implements the dynamic control of the supplied active and reactive power (P and Q) in micro-grid, acting as a voltage compensator at the PCC to improve the quality of electric power. The micro-grid is managed by software designed to control and communicate with all essential devices in DG, including control of charge and discharge of the accumulation system, control of the whole system connection contactors, and the firmware control of grid connected inverters, which allow a wid... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

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Hernández, Tannia Karina Vindel. "Uma proposta de integração da geração distribuída, por meio das usinas virtuais, ao sistema elétrico do Estado de São Paulo." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106131/tde-21052015-164508/.

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Abstract:

Esta dissertação apresenta uma contribuição aos estudos de planejamento do sistema elétrico do Estado de São Paulo, ressaltando os benefícios que se obteria, com uma maior integração das fontes renováveis à matriz elétrica desse estado (notadamente as fontes de energia solar fotovoltaica, eólica, aproveitamento dos resíduos sólidos urbano RSU e vinhaça), visando o aumento da segurança e independência energética, redução de perdas, e benefícios ambientais. Para tanto, apresenta-se o conceito das usinas virtuais, cujo propósito é obter um melhor e maior aproveitamento dos recursos energéticos normalmente dispersos espacialmente - incluindo nesse rol a microgeração distribuída, a autoprodução e cogeração, e mesmo as fontes não renováveis que se encontram perto dos centros de consumo - com o objetivo de coordenar o seu funcionamento conjunto para satisfazer os requisitos da demanda de energia, por meio do uso da Tecnologia da Informação e Telecomunicações ou das Redes Inteligentes (Smart Grid), e, além disso, configurando a usina virtual de maneira que ela atue , no que diz respeito ao sistema interconectado de energia elétrica, rede de transmissão ou distribuição, como se fosse uma planta de geração de grande porte. Apresenta-se uma análise e projeções da operação e do suprimento do subsistema Sudeste/Centro Oeste (SE/CO), com foco especial no Sistema Elétrico do Estado de São Paulo, com suas interações com o SIN.
This Thesis presents contributions for the planning of the electrical system of São Paulo State Brazil, emphasizing benefits obtained with a better integration of renewables (mainly solar photovoltaics, wind energy, from municipal solid waste and sugarcane vinasse) aiming energy security and independence, loss reduction and environmental benefits. For this, the concept of VPP Virtual Power Plant is introduced, in which a better and broader use of energetic resources, geographically dispersed, including distributed microgeneration, autoproduction, cogeneration, and even nonrenewable sources, is facilitated. Those disperse energy resources, in general located near the consumer, are grouped and jointly managed, in order of to satisfy the demand requirements, using Smart Grid and Information and Telecommunication Technologies, and making the VPP to act, for the transmission or distribution system point of view, as a conventional large electrical power plant. An analysis and forecasts of the operation of the Brazilian Southeast/Center West (SE/CO) subsystem, with special focus on São Paulo State electrical system, and its interactions with the Brazilian Interconnected Electrical System (SIN), is presented.

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Stavinoha, Jakub. "Informační a komunikační technologie v energetice." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2008. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-217603.

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Abstract:

The thesis is focused on the information and communication technologies used in the energetic. Problematic areas in energetic which are regulation, metering, control of waste minimalizations, expense and maximalization of earnings. These aspects lead to implementing expert systems, which have to process this bulk of information necessary for increasing efficiency and economization of single processes. Systems used in practice have their own hierarchical structure, where every application requires specific access of selection of used components that suit to the application. First of all it is about acceptable device selection in single level of the system: metering and regulation, data acquisition out of the process and informative layer. Suitable choice flowing from previous, already settled up application is possible to reach maximum efficiency of the whole system. In the thesis there are introduced systems used in practice and possibilities of increase the effectiveness of generation, transmission and distribution with ICT usage in distributed power generation. We are mainly talking about upgrade processes joined with power generation of energy, diagnostics, isolation states on the power line and usage of expert systems for distribution.

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Ayad, Ayman [Verfasser], Ralph [Akademischer Betreuer] [Gutachter] Kennel, and José [Gutachter] Rodríguez. "Advanced Control Techniques of Impedance Source Inverters for Distributed Generation Applications / Ayman Ayad ; Gutachter: Ralph Kennel, José Rodríguez ; Betreuer: Ralph Kennel." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2017. http://d-nb.info/1137010517/34.

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Abdallah, Rouwaida. "Implementability of distributed systems described with scenarios." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00919684.

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Abstract:

Distributed systems lie at the heart of many modern applications (social networks, web services, etc.). However, developers face many challenges in implementing distributed systems. The major one we focus on is avoiding the erroneous behaviors, that do not appear in the requirements of the distributed system, and that are caused by the concurrency between the entities of this system. The automatic code generation from requirements of distributed systems remains an old dream. In this thesis, we consider the automatic generation of a skeleton of code covering the interactions between the entities of a distributed system. This allows us to avoid the erroneous behaviors caused by the concurrency. Then, in a later step, this skeleton can be completed by adding and debugging the code that describes the local actions happening on each entity independently from its interactions with the other entities. The automatic generation that we consider is from a scenario-based specification that formally describes the interactions within informal requirements of a distributed system. We choose High-level Message Sequence Charts (HMSCs for short) as a scenario-based specification for the many advantages that they present: namely the clear graphical and textual representations, and the formal semantics. The code generation from HMSCs requires an intermediate step, called "Synthesis" which is their transformation into an abstract machine model that describes the local views of the interactions by each entity (A machine representing an entity defines sequences of messages sending and reception). Then, from the abstract machine model, the skeleton's code generation becomes an easy task. A very intuitive abstract machine model for the synthesis of HMSCs is the Communicating Finite State Machine (CFSMs). However, the synthesis from HMSCs into CFSMs may produce programs with more behaviors than described in the specifications in general. We thus restrict then our specifications to a sub-class of HMSCs named "local HMSC". We show that for any local HMSC, behaviors can be preserved by addition of communication controllers that intercept messages to add stamping information before resending them. We then propose a new technique that we named "localization" to transform an arbitrary HMSC specification into a local HMSC, hence allowing correct synthesis. We show that this transformation can be automated as a constraint optimization problem. The impact of modifications brought to the original specification can be minimized with respect to a cost function. Finally, we have implemented the synthesis and the localization approaches into an existing tool named SOFAT. We have, in addition, implemented to SOFAT the automatic code generation of a Promela code and a JAVA code for REST based web services from HMSCs.

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Midtsund, Tarjei. "Control of Power Electronic Converters in Distributed Power Generation Systems : Evaluation of Current Control Structures for Voltage Source Converters operating under Weak Grid Conditions." Thesis, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for elkraftteknikk, 2010. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-11413.

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Abstract:

The performance of different current controller structures for Voltage Source Converters (VSC) under weak grid conditions caused by large grid impedance is investigated. The VSC is synchronized to the grid by a Phase Locked Loop (PLL). Current control techniques and PLL techniques for handling both symmetrical and asymmetrical conditions are presented and discussed. The investigated current control structures are; the conventional Proportional Integral (PI)-controller in the synchronous rotating reference frame, dual PI-controllers implemented in positive- and negative-sequence rotating reference frame, the Proportional Resonant (PR)-controller in the stationary reference frame, the phase current hysteresis controller, and a space vector base hysteresis controller in the synchronous rotating reference frame. The PLL-techniques used for synchronization are; a conventional synchronous rotating reference frame PLL, a PLL with notch filter, and a Decoupled Double Synchronous Reference frame PLL (DDSRF-PLL).The different current control strategies and PLL-techniques are studied by simulations. The results show how large grid impedance can influence the dynamic response of the system and how the interaction between the PLLs, the current controllers and the large grid inductance can even trigger instability when the voltage measurements are highly influenced by the operation of the converter. The PI-controllers in the synchronous rotating reference frames are particularly sensitive to oscillations that can be reinforced when the measured voltage feed-forward terms are used in the control system. The response of the PR-controller is instead slowed down by the interaction with the PLL, while both the hysteresis controllers are quickly tracking the reference value as long as the interaction with the PLL is not leading to instability.Operation under asymmetrical weak grid conditions are investigated for current controllers that exploit PLL techniques designed to remove the oscillations that occur in the positive sequence reference frame voltage during unbalanced grid voltage. The simulations show that the DDSRF-PLL has a shorter transient period than the PLL with notch filter, but with a small steady state 100 Hz oscillation under the weak asymmetrical grid conditions.The results indicate that the tuning of the PLL is of large importance for the stability of the control system, and that a slower PLL can lead to less interaction with the current controllers at the cost of a slower and less accurate dynamic overall control performance.

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Tonin, Fabianna Stumpf. "Caracterização de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica na cidade de Curitiba." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2876.

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Abstract:

Na busca por novas opções para a constituição da matriz energética brasileira, os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica (SFVCR) configuram-se como uma alternativa para os centros urbanos, pois permitem a geração de energia de modo distribuído, ou seja, no próprio local onde esta será consumida e, permitem também, com que o excedente de energia produzido seja injetado na rede elétrica. Diante da perspectiva de instalar o SFVCR, o objetivo desta pesquisa foi o de elaborar um estudo específico, detalhado e atualizado sobre o potencial de geração de energia na cidade de Curitiba. Neste trabalho apresenta-se o estudo de caso de seis sistemas fotovoltaicos instalados em Curitiba, os quais tiveram seus Índices de Mérito – Produtividade, Taxa de Desempenho e Fator de Capacidade - avaliados, a partir dos dados de geração de energia elétrica destes sistemas, e dos dados de irradiação obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). O estudo revelou que, até abril de 2017, o estado do Paraná possuía 810 SFVCR em operação, correspondendo a um total de 5MW e, a cidade de Curitiba 170 SFVCR – 865 kW em operação, sendo que 80% dos sistemas estão instalados em residências. Outro fato interessante é que 98% desses sistemas usam módulos com tecnologia de silício policristalino, 75% aplicam inversores monofásicos e, 95% desses inversores não possuem transformadores, pois dessa forma as perdas no processo de conversão são menores, além desses equipamentos serem mais compactos e possuírem tecnologia mais avançada do que os inversores com transformador. Constatou-se que a principal tendência do mercado de energia fotovoltaica é empregar inversores sem transformador. Além disso, os estudos realizados revelaram que a escolha do inversor e o modo de instalação dos painéis fotovoltaicos são fatores determinantes para maximizar o desempenho do sistema fotovoltaico. Os resultados desta pesquisa mostram a importante contribuição que os SFVCR podem trazer na geração de energia de modo distribuído e dessa forma, podem colaborar para a elaboração de políticas públicas com o intuito de incentivar projetos e pesquisas na área de energia fotovoltaica, visando à disseminação do uso dessa fonte renovável no país.
In the search for new options for the establishment of the energy matrix of Brazil, the Grid-Connected Photovoltaic Systems (SFVCR) are configured as an alternative to urban centers, because they allow the power generation at distributed mode, that is, generate energy at the place where it will be consumed and inject the surplus energy into the network. Faced with the prospect of installing Grid-Connected Photovoltaic System, the objective of this research is to characterize this type of photovoltaic system and also, analyze the results in terms of productivity parameters, such as Yield, Performance Ratio and Capacity Factor of six grid-connected systems that are installed in Curitiba. The radiation data used to calcute those parameters has been acquired from Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). This paper highlight that the Parana state has 810 SFVCR (until April 2017) in operation, which stands for 5MW and Curitiba has 170 SFVCR, 865 kW in operation, and 80% of them are installed in residences. In addition, 98% of those systems use multicrystalline modules, 75% use single phase inverters and 95% of these use inverters transformerless, because the losses in the conversion process are reduced and the equipments are more compact and have more technology than the inverters with transformer. So, the main trend of photovoltaic energy market is to use transformerless inverters. The results obtained shows that the inverters’choice and the installation mode of the photovoltaic modules are important factors to maximize the photovoltaic system’s performance. In the end, the results demonstrates that the SFVCR contribute to distributed power generation and should be use in the elaboration of public policies with the purpose of encouraging projects and research in the photovoltaic energy’s area, aiming the dissemination of this renewable source of energy in Brazil.

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Martins, Alex de Sá. "Análise e projeto do conversor fonte-y para uso em sistemas de geração de energia fotovoltaica de baixa tensão." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2017. http://hdl.handle.net/11449/152334.

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Abstract:

Submitted by Alex de Sá Martins null (lex.martins@hotmail.com) on 2017-12-16T23:31:27Z No. of bitstreams: 1 ANÁLISE E PROJETO DO CONVERSOR FONTE-Y PARA USO....pdf: 2723184 bytes, checksum: 9e77f24832992941e605e87a84c25d1a (MD5)
Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2017-12-18T12:51:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_as_me_bauru.pdf: 2723184 bytes, checksum: 9e77f24832992941e605e87a84c25d1a (MD5)
Made available in DSpace on 2017-12-18T12:51:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_as_me_bauru.pdf: 2723184 bytes, checksum: 9e77f24832992941e605e87a84c25d1a (MD5) Previous issue date: 2017-10-26
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Este trabalho aborda o estudo de topologia de conversor de energia baseada no uso de configuração de rede de impedância denominada fonte-Y, com o objetivo de ser aplicado em sistemas de geração distribuída de energia, em redes de baixa tensão. Em sistemas de geração distribuída de energia usualmente se faz necessária a existência de um estágio elevador de tensão e um estágio inversor, ambos controlados para produzir tensão e/ou corrente senoidal com mesma frequência, amplitude e fase da rede elétrica. Nesse sentido, este trabalho propõe a aplicação do conversor fonte- Y entre a geração e a conexão com e rede elétrica, de forma que as ações de conversão relacionadas com a elevação (CC-CC) e inversão (CC-CA) sejam efetuadas de forma integrada por uma única estrutura, contribuindo com a possibilidade de melhoria no rendimento global devido à minimização de estágios de conversão em cascata. Inicialmente, é efetuado um levantamento bibliográfico relacionando as principais topologias de conversores utilizando redes de impedância com indutores acoplados, considerando os aspectos operacionais, arranjo de impedância e ganho estático idealizado, desprezando perdas entre tensão de entrada e tensão máxima de saída obtida. Segue-se o estudo da operação de conversor CCCC empregando rede de impedância do tipo Y, definição das equações que regem o comportamento no tempo das tensões e correntes nos capacitores e indutores. É feita uma avaliação comparativa do ganho estático de tensão obtido e dos esforços nos semicondutores em função das variáveis de controle de projeto e operação disponíveis. Prossegue-se com o estudo da operação do conversor CC-CA empregando rede de impedância do tipo Y, considerando extensão das expressões encontradas para a operação como conversor CC-CC. Por fim, simulações computacionais foram desenvolvidas no ambiente PSIM contemplando o emprego dos circuitos e estratégias de modulação relacionadas com aplicações do conversor fonte- Y, em operação CC-CC e operação CC-CA visando a integração em sistemas de geração de energia, para demonstrar as vantagens e desvantagens do uso dessa topologia.
This paper deals with the study of energy converter topology based on the use of impedance network configuration called Y-source, with the objective of being applied in photovoltaic energy cogeneration systems in low voltage grids. In photovoltaic energy generation systems, it is usually necessary to have a voltage boost stage and an inverter stage, both controlled to produce voltage and / or sine current with the same frequency, amplitude and phase of the power grid. In this sense, this work proposes the application of the Y-source converter between the photovoltaic generation and the connection with the electric grid, so that the conversion actions related to elevation (DC-DC) and inversion (DC-AC) in a way integrated by a single structure, contributing to the possibility of improvement in the overall yield due to the minimization of cascade conversion stages. Initially a bibliographical survey was performed relating the main inverter topologies using impedance networks with coupled inductors considering the operational aspects, impedance arrangement and ideal static gain between the input voltage and the maximum output obtained. ext, the study of the DC-DC converter operation using the Y-type impedance network, definition of the equations governing the time behavior of the voltages and currents in the capacitors and inductors, is presented. It is also done the comparative evaluation of the static voltage gain obtained and the stresses in the semiconductors according to the available control and design control variables. Study of the operation of the DC-AC converter employing type Y impedance network, considering the extension of the expressions found for the operation as DC-DC converter. Finally, computational simulations were developed in the PSIM environment, considering the use of circuits and modulation strategies related to Y-source converter applications, in DC-DC operation and DC-AC operation for integration into power cogeneration systems, to demonstrate advantages and disadvantages of using this topology.
134173/2017-1

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Cunha, Guilherme Henrique Bernardes. "Modelagem matemática e implementação computacional no ATP de um sistema solar fotovoltaico conectado a rede de baixa tensão." Universidade Federal de Uberlândia, 2013. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14577.

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Abstract:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The increased demand for energy, the possibility of reducing the supply of conventional fuels and growing concerns about the preservation of the environment have led to several researches and development of alternative energy sources which are clean, renewable and with minor environmental impact. Among the various alternative energy sources, PV solar has been considered an excellent option as it is free, abundant, clean and distributed through all places. Solar energy incident on Earth\'s surface is estimated at about ten thousand times the total energy consumed in the world. Even with all the advantages offered by the generation of energy through the use of photovoltaic panels, the initial cost of deployment is high and the efficiency of energy conversion is currently still low. Thus, it is essential to use techniques to extract the maximum power from these panels to increase the system operation efficiency. This work aims to present studies of a complete photovoltaic solar system, connected to low voltage power grid including the solar panel, a step-up voltage converter, its corresponding Maximum Power Point Tracking (MPPT) control, the voltage inverter with its control, the phase locked loop, and by means of an inductive coupling, the connection of the whole system to the grid. For modeling and simulations of the solar photovoltaic system, it was used the Alternative Transients Program - ATP. Initially it is presented simulation results with parts that comprises the PV array, and only at the end, it is performed a case study with the complete PV system developed in this work.
O aumento da demanda de energia, a possibilidade de redução do suprimento de combustíveis convencionais e a crescente preocupação com a preservação do meio ambiente têm levado a várias pesquisas e desenvolvimento de fontes alternativas de energia que sejam limpas, renováveis e com menor impacto ambiental. Dentre as diversas fontes alternativas de energia, a solar fotovoltaica tem sido considerada uma excelente opção já que é livre, abundante, limpa e distribuída. A energia solar incidente na superfície da Terra é estimada em cerca de dez mil vezes a energia total consumida no mundo. Mesmo com todas as vantagens apresentadas pela geração de energia por meio do uso de painéis fotovoltaicos, a eficiência da conversão de energia é atualmente ainda baixa e com custo inicial de implantação elevado. Assim, é imprescindível o uso de técnicas para extração da máxima potência destes painéis para aumentar a eficiência de operação do sistema. Este trabalho visa apresentar estudos de um sistema fotovoltaico completo conectado à rede elétrica de baixa tensão, compreendendo o painel solar, um conversor elevador de tensão, seu correspondente controle de rastreamento de máxima potência, o inversor de tensão com seu controle, a malha de captura de fase e, por meio de um indutor de acoplamento, a conexão de todo este sistema à rede elétrica. Para a modelagem e simulações do sistema solar fotovoltaico foi utilizado o Alternative Transients Program - ATP. Inicialmente são apresentados resultados de simulação de partes constituintes do arranjo fotovoltaico e somente ao final, é realizado um estudo de caso com o sistema completo desenvolvido neste trabalho.
Mestre em Ciências

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Rafiei, Sepide. "APPLICATION OF DISTRIBUTED GENERATION SOURCES FOR MICRO-GRID POWER QUALITY ENHANCEMENT." Thesis, 2014. http://hdl.handle.net/1974/8611.

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Abstract:

In conventional power generation systems, large centralized plants operating on fossil fuel mainly generate the electric power. The generated electricity has to travel through the long transmission and distribution lines to be delivered to the end users. In addition to being costly, this structure yields poor reliability and low efficiency. On the other hand, serious concerns have been raised about the shortage of fossil fuels, global warming, and energy security. As a result, the power systems are moving toward more distributed structures based on renewable energy resources. During the last decade, the concept of small-scale energy resources distributed over the grid has gained a considerable interest. This concept is often called distributed generation (DG). DG systems are mainly using renewable energy sources as their prime movers. Renewable energy sources (including biomass, wind, solar, hydropower, and geothermal) can provide clean, efficient, reliable and adequate energy supply while making modern energy services accessible and affordable. However, despite the substantial benefits of distributed generation, the application of an individual DG system can cause as many problems as it may solve. To avoid such problems and to realize the emerging potential of distributed generation, a system approach has been taken, in which generation and loads are considered as a subsystem called “micro-grid”. One important issue in the existing power network is the capability of renewable energy sources to increase the power quality of the micro-grid. One aspect of this feature is harmonic compensation using distributed resources. In this thesis an adoptive notch filter (ANF) is employed in the control system of a distributed generation (DG) system for harmonic compensation. It is shown that the performance of the system is highly improved using the adoptive notch filter.
Thesis (Master, Electrical & Computer Engineering) -- Queen's University, 2014-02-01 08:16:28.205

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Dissertations / Theses on the topic 'Distributed generation sources'

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