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dc.contributor.advisor1Barbosa, Pedro Gomes-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5905901194880021pt_BR
dc.contributor.referee1Braga, Henrique Antônio Carvalho-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3659697507980563pt_BR
dc.contributor.referee2Ferreira, André Augusto-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7754410281265624pt_BR
dc.contributor.referee3Rodrigues, Márcio do Carmo Barbosa Poncilio-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8753552991692203pt_BR
dc.contributor.referee4Dias, Robson Francisco da Silva-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2906225521746148pt_BR
dc.contributor.referee5Monteiro, Luís Fernando Corrêa-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/9876372612922406pt_BR
dc.creatorGhetti, Frederico Toledo-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1673888845419839pt_BR
dc.date.accessioned2019-11-22T16:11:20Z-
dc.date.available2019-11-22-
dc.date.available2019-11-22T16:11:20Z-
dc.date.issued2019-08-30-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11332-
dc.description.abstractThis document investigates the use of modular multilevel converters (MMC) for harmonics mitigation in high voltage, as well as for medium voltage applications. Due to the fully modular topology of the converter it is possible to synthesize voltages and currents with a number of levels directly proportional to the number of modules con-nected in series. For this reason, the MMC can be connected to the high voltage side of distribution network with no need of magnetic transformers. To achieve the objec-tives, the converter is analyzed according to simplified mathematical models in which the modules are treated as controlled voltage sources. Based on these mathematical models, the DC bus controller, the AC currents controller and circulating currents controller are designed. The reference signals for the controllers are obtained from the instantaneous power theory, while the design of the controllers is performed in the orthogonal axis system (α,β). Despite the use of dedicated controller for the DC bus, this does not guarantee the capacitors voltages equalization of the MMC modules. For this purpose, it is designed an algorithm capable to ordering in an ordinary way the modules according to their capacitors voltages. For each new time step the modules that be active are selected while the other ones remain in the inactive state. Thus, the capacitors charge and discharge process remains balanced during normal operation of the MMC as reactive power compensator and as shunt active power filter. Simulation results are presented to validate the mathematical models and control strategies. In addition, hardware-in-the-loop simulation results contribute to the analysis of closed-loop controls and sorting algorithms. Experimental results obtained in a three-phase prototype show the system operation. Finally, the complementary proposals for the development of this study are presented.pt_BR
dc.description.resumoNeste documento é apresentado um estudo sobre a aplicação de conversores multiníveis modulares MMC para mitigação de componentes harmônicas em redes elétricas de média e alta tensão. Devido a` estrutura inteiramente modular do conversor é possível sintetizar tensões e correntes com um número de níveis diretamente proporcional á quantidade de módulos ligados em série. Por este motivo, a conexão do MMC pode ser feita diretamente á rede de distribuição primária sem o uso de transformadores. Para alcançar o objetivo proposto, o conversor é analisado segundo modelos matemáticos simplificados, nos quais, os diversos módulos ligados em série são tratados como fontes de tensão controladas. Com base nestes modelos matemáticos, são projetados os controladores do barramento CC, das correntes sintetizadas nos terminais CA e das correntes circulantes entre as fases do MMC. Os sinais de referência para os controladores são obtidos por meio da teoria das potências instantâneas, enquanto o projeto dos controladores é realizado no sistema de eixos ortogonais (α,β). Apesar da utilização de um controlador dedicado para regular a tensão do barramento CC, este não garante a equalização das tensões nos capacitores dos módulos do MMC. Para esta finalidade é implementado um algoritmo capaz de ordenar hierarquicamente os módulos em função das tensões de seus capacitores. A cada novo ciclo de trabalho são determinados quais módulos devem ficar ativos e quais devem ficar inativos. Desta forma, o processo de carga e descarga dos módulos permanece balanceado durante a operação do MMC como compensador estático de reativos e como filtro ativo shunt. Resultados de simulações computacionais são apresentados para validar os modelos matemáticos e as estratégias de controle propostas. Adicionalmente, os resultados de simulações em tempo real realizadas em plataforma hardware-in-the-loop contribuem na análise do desempenho dos algoritmos de controle e ordenação. Resultados experimentais obtidos em um protótipo trifásico evidenciam o funcionamento do sistema. Por fim, são apresentadas as propostas complementares para prosseguir o desenvolvimento deste estudo.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentFaculdade de Engenhariapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-ShareAlike 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/*
dc.subjectConversor multinível modularpt_BR
dc.subjectMMCpt_BR
dc.subjectFiltro ativo shuntpt_BR
dc.subjectControlador digital de sinaispt_BR
dc.subjectAlgoritmo de ordenaçãopt_BR
dc.subjectModular multilevel converterpt_BR
dc.subjectMMCpt_BR
dc.subjectShunt active power filterpt_BR
dc.subjectDigital signal controllerpt_BR
dc.subjectSort algorithmpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.titleAplicações de conversores multiníveis modulares no processamento e condicionamento da energia elétricapt_BR
dc.typeTesept_BR
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses)



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