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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise e comparação sobre diferentes formas de controle de filtros ativos trifásicos em diferentes situações do sistema elétrico
Título(s) alternativo(s): Analysis and comparison of different methods of control for three-phase active filters in various electrical system scenarios.
Autor(es): Carvalho, John Kennedy Soares
Primeiro Orientador: Chaves, Eric Nery
metadata.dc.contributor.referee1: Viajante, Ghunter Paulo
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Marcelo Escobar de
metadata.dc.contributor.referee3: Chaves, Eric Nery
Resumo: A demanda por energia elétrica tem apresentado um crescimento constante desde o surgimento desse importante recurso. Com o aumento da população e a dependência cada vez maior de dispositivos elétricos, é natural que haja uma demanda contínua por maiores quantidades de potência disponível. Além do desafio de aumentar a capacidade de geração de energia, é igualmente importante garantir a qualidade dessa energia elétrica disponível para uso efetivo. A pesquisa sobre novas formas de geração de energia tem desempenhado um papel fundamental na busca por soluções sustentáveis e eficientes. No entanto, um aspecto muitas vezes negligenciado, mas de extrema importância, é a qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. A qualidade da energia refere-se à conformidade com as características ideais de tensão, corrente e frequência, e sua falta pode resultar em problemas como variações de tensão, distorção harmônica e flutuações indesejadas. Um fator que contribui para a melhoria da quantidade de energia elétrica apta ao consumo efetivo é a mitigação de perdas. A redução de perdas de energia em sistemas de distribuição é uma estratégia apropriada para aumentar a disponibilidade de potência. Nesse contexto, este trabalho de conclusão de curso (TCC) tem como objetivo explorar maneiras de mitigar as perdas de energia elétrica, por meio da mitigação de harmônicos, que são efeitos descobertos relativamente recentemente, em conjunto com o aumento do uso de cargas não-lineares. À medida que o consumo de energia elétrica e o uso de cargas não-lineares continuam a crescer, a presença de dispositivos eletrônicos com chaves eletrônicas, tanto em ambientes residenciais como industriais, torna-se cada vez mais comum. Essas cargas não-lineares são uma das principais fontes de distorção harmônica nos sistemas elétricos. Portanto, é fundamental encontrar soluções eficazes para mitigar esse problema e garantir uma distribuição de energia de alta qualidade. Neste trabalho, propomos o uso de filtros ativos, especificamente as técnicas de Sinusoidal Current Control (SCC) e Multiple Second Order Generalized Integrator (SOGI), para a mitigação de harmônicos. Além de apresentar essas técnicas, também exploramos o plano de fundo necessário para aplicar essas técnicas, como as Transformadas de Clark, a Teoria P-Q, Frequency Locked Loop (FLL), Phase Locked Loop (PLL), trazendo seus resultados em relação a diferentes condições do sistema e outros conhecimentos relevantes para a simulação e implementação dos filtros em questão. Espera-se que, ao combinar essas técnicas e conhecimentos, seja possível alcançar uma mitigação efetiva de harmônicos e, consequentemente, uma redução significativa nas perdas de energia elétrica. Essa abordagem não apenas contribuirá para aumentar a potência disponível, mas também melhorará a qualidade geral da energia elétrica fornecida aos consumidores. Ao abordar essa problemática e buscar soluções práticas e eficientes, este trabalho visa contribuir para o avanço da área de qualidade de energia elétrica, fornecendo insights valiosos e resultados significativos. Os próximos capítulos discutirão em detalhes os fundamentos teóricos e conceitos essenciais relacionados ao tema, a fim de fornecer uma base sólida para o desenvolvimento e análise dos filtros ativos SCC e MSOGI.
Abstract: The demand for electrical energy has been steadily growing since the discovery of this important resource. With the increasing population and growing dependence on electrical devices, there is a continuous demand for larger quantities of available power. In addition to the challenge of increasing power generation capacity, ensuring the quality of the electrical energy available for effective use is equally important. Research into new forms of energy generation has played a crucial role in the search for sustainable and efficient solutions. However, a frequently overlooked yet extremely significant aspect is the quality of the electrical energy supplied to consumers. Energy quality refers to compliance with ideal characteristics of voltage, current, and frequency, and its lack can result in problems such as voltage variations, harmonic distortion, and unwanted fluctuations. One factor that contributes to improving the quantity of electrical energy suitable for effective consumption is the mitigation of losses. Reducing energy losses in distribution systems is an appropriate strategy to increase power availability. In this context, this undergraduate thesis aims to explore ways to mitigate electrical energy losses through harmonic mitigation, which is a relatively recently discovered effect, in conjunction with the increasing use of non-linear loads. As electrical energy consumption and the use of non-linear loads continue to grow, the presence of electronic devices with electronic switches in both residential and industrial settings becomes increasingly common. These non-linear loads are one of the main sources of harmonic distortion in electrical systems. Therefore, it is crucial to find effective solutions to mitigate this problem and ensure high-quality energy distribution. In this work, we propose the use of active filters, specifically the Sinusoidal Current Control (SCC) and Multiple Second Order Generalized Integrator (SOGI) techniques, for harmonic mitigation. In addition to presenting these techniques, we also explore the necessary background to apply them, such as Clark Transforms, P-Q Theory, Frequency Locked Loop (FLL), Phase Locked Loop (PLL), providing their performance under different system conditions and other relevant knowledge for the simulation and implementation of the filters in question. It is expected that by combining these techniques and knowledge, effective harmonic mitigation and consequently a significant reduction in electrical energy losses can be achieved. This approach will not only contribute to increasing available power but also enhance the overall quality of electrical energy supplied to consumers. By addressing this issue and seeking practical and efficient solutions, this work aims to contribute to the advancement of the field of electrical energy quality, providing valuable insights and significant results. The upcoming chapters will discuss in detail the theoretical foundations and essential concepts related to the topic, to provide a solid foundation for the development and analysis of the SCC and MSOGI active filters.
Palavras-chave: Qualidade de energia.
Power quality.
Transformada Clarke.
Clarke transform.
Teoria p-q.
p-q theory.
Potência instantânea.
Instantaneous power.
Controle de corrente senoidal.
Sinusoidal current control.
Integrador generalizado de segunda ordem.
Second order generalized integrator.
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MAQUINAS ELETRICAS E DISPOSITIVOS DE POTENCIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Itumbiara
Citação: CARVALHO, John Kennedy Soares. Análise e comparação sobre diferentes formas de controle de filtros ativos trifásicos em diferentes situações do sistema elétrico. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás - IFG, Itumbiara, 85 p. 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/1682
Data do documento: 7-Jun-2023
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