Please use this identifier to cite or link to this item:
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/40096
Title: | AC-DC-AC power conversion systems for applications as unified power quality conditioners |
Other Titles: | Sistemas de conversão de energia AC-DC-AC para aplicações como unificados condicionadores de qualidade de energia |
???metadata.dc.creator???: | CARDOSO, Jean Torelli. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | JACOBINA, Cursino Brandão. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | OLIVEIRA, Alexandre Cunha. |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | LIMONGI, Leonardo Rodrigues. |
???metadata.dc.contributor.referee4???: | BARRETO, Luiz Henrique Silva Colado. |
Keywords: | Qualidade de Energia;Sistemas UPQC;Link de Alta Frequência;Conversor Multinível;Power Quality;UPQC System;High-Frequency Link;Multilevel Converter |
Issue Date: | 29-Aug-2024 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | CARDOSO, Jean Torelli. AC-DC-AC power conversion systems for applications as unified power quality conditioners. 2024. 230 f. TESE (DOUTORADO em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil,2024. |
???metadata.dc.description.resumo???: | Neste trabalho, são analisadas seis configurações ca-cc-ca monofásicas e duas trifásicas que podem operar com melhores níveis de distorção harmônica e eficiência que topologias convencionais dentro de alguns cenários de aplicações. Nesse sentido, esse trabalho teve como objetivos: i) propor e analisar configurações cacc- ca monofásicas com características multiníveis, ou seja, que possam sintetizar formas de onda multiníveis e menores tensões de bloqueio nos dispositivos semicondutores; ii) propor e analisar configurações ca-cc-ca monofásicas, assim como, estratégias de controle que permitam melhorar a performance da estrtura em termos de tensão mínima no barramento CC e compensação série; iii) propor e analisar configurações ca-cc-ca trifásicas multiníveis a quatro fios que permitam alcançar melhores desempenhos em termos de tensão mínima no barramento ao operar com cargas severamente desbalaceadas. Os conversores ca-cc-ca monofásicos e trifásicos analisados fornecem uma tensão de saída com amplitude e frequência constantes, além de uma corrente de entrada senoidal com baixo teor harmônico e elevado fator de potência. Além disso, estes conversores estudados podem ser empregados para compensar harmônicos, sobretensões e afundamentos na tensão da rede elétrica, bem como para corrigir a potência reativa e reduzir os harmônicos gerados por cargas não lineares. A metodologia de estudo dessas configurações envolve uma análise detalhada das configurações investigadas, incluindo o modelo do sistema, princípios de operação, estratégia de modulação PWM (do inglês, Pulse Width Modulation) e estratégia de controle. A validação das configurações estudadas de forma a verificar a viabiliade, foram realizadas por meio de simulações numéricas e resultados experimentais. Adicionalmente, foram feitas análises comparativas em relação as configurações convencionais e pôde-se verificar benefícios em termos de distorção harmônica e perdas nos dispositivos semicondutores, sobretudo, em cenários de tensão elevada e baixa corrente. As configurações propostas podem ser utilizadas como Condicionadores Unificados de Qualidade de Energia (UPQC, do inglês Unified Power Quality Conditioner). |
Abstract: | In this work, six single-phase and two three-phase ac-dc-ac configurations that can operate with better levels of harmonic distortion and efficiency than conventional solutions within some application scenarios are analyzed. In this context, this work had the following objectives: i) to propose and analyze ac-dc-ac configurations with multilevel characteristics, that is, that can synthesize multilevel waveforms and lower blocking voltages in semiconductor devices; ii) to propose and analyze single-phase ac-dc-ac configurations, as well as control strategies that improve the performance of the structure in terms of minimum dc-link voltage and series compensation; iii) to propose and analyze three-phase four wire multilevel ac-dc-ac configurations that achieve better performance in terms of minimum dc-link voltage when operating with severely unbalanced loads. The analyzed single-phase and three-phase converters are able to provide a load voltage with constant amplitude and frequency, as well as a sinusoidal grid current with low harmonic content and a high power factor. Furthermore, the studied converters can be used to compensate for harmonics, swells, and sags in the grid voltage, as well as to compensate reactive power and reduce harmonics caused by nonlinear loads. The study methodology for these configurations involves a detailed analysis of the proposed configurations, including the system model, operating principles, PWM modulation strategy, and control strategy. The validation of the studied configurations, to verify their feasibility, was conducted through numerical simulations and experimental results. Additionally, comparative analyses were performed against conventional configurations, demonstrating benefits in terms of harmonic distortion and losses in semiconductor devices, particularly in scenarios of high voltage and low current. The studied configurations can be used as Unified Power Quality Conditioners (UPQC). |
Keywords: | Qualidade de Energia Sistemas UPQC Link de Alta Frequência Conversor Multinível Power Quality UPQC System High-Frequency Link Multilevel Converter |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/40096 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Elétrica. |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
JEAN TORELLI CARDOSO - TESE (PPGEE) 2024 (1).pdf | 27.31 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.