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Clase: Dissertação
Título : Otimização operacional de microturbinas a gás para aplicações de geração distribuída
Autor(es): Silva, Walquíria do Nascimento
Orientador: Dias, Bruno Henriques
Co-orientador: Oliveira, Leonardo Willer de
Miembros Examinadores: França, Bruno Wanderley
Miembros Examinadores: Oliveira , Janaína Gonçalves de
Resumo: Essa dissertação propõe uma estratégia de investigação do princípio de funcionamento dinâmico de microturbinas a gás (MGT) através de sua modelagem matemática. Por meio da análise do comportamento dinâmico da MGT, faz-se a inserção de um regulador de potência em malha fechada para aumentar a capacidade de resposta à demanda para utilização em sistemas de cogeração e de geração distribuída (GD). Adicionalmente, propõe-se um algoritmo de otimização para identificar os parâmetros de sintonia do regulador visando ao ajuste de potência mecânica. O método adotado é uma técnica meta-heurística bioinspirada denominada Sistemas Imunológicos Artificiais (SIA). O objetivo principal é projetar um sistema adequado visando à otimização operacional de MGT para geração de energia, com conexão à rede elétrica. Para a otimização dos parâmetros do controlador, utiliza-se um modelo simplificado a fim de aumentar a eficiência computacional na otimização de seus parâmetros. Após a otimização, valida-se a efetividade da operação do controlador otimizado utilizando um modelo completo de MGT. De modo geral, esta proposta envolve a análise da MGT modelo Capstone C30, o dimensionamento do sistema de eletrônica de potência e projeto de cada um dos controladores pertencentes ao sistema para conexão à rede, bem como a aplicação do algoritmo SIA para ajuste de parâmetros do controlador. O desenvolvimento é validado por meio de simulação, utilizando o software SimulinkMATLAB® , cujos resultados obtidos indicam que a estratégia de controle proposta é capaz de atingir os objetivos esperados e é adequada para MGT. Por fim, os resultados demonstram que o modelo simplificado utilizado na otimização via SIA responde de forma satisfatória na sintonia do controlador, ao se comparar suas respostas com aquelas do modelo completo.
Resumen : This paper proposes a research strategy of dynamic behavior of gas microturbines (MGT) through mathematical modeling. By analyzing MGT’s dynamic behavior, a closed mesh power regulator is inserted in order to increase the ability to respond to usage demand in distributed cogeneration and distributed generation (DG) systems. Additionally, an optimization algorithm is proposed to identify the regulator’s tuning parameters aiming at mechanical power adjustment. The method adopted is a bioinspired meta-heuristic technique called Artificial Immune Systems (AIS). The main objective is to design an appropriate system aimed at the operational optimization of MGT for power generation, with a connection to the electricity grid. To optimize controller parameters, a simplified model is used to increase computational efficiency in optimizing its parameters. After optimization, the effectiveness of the operation of the optimized controller is validated using a complete MGT model. In general, this proposal involves the MGT analysis Capstone C30 model, the sizing of the electronic power system and the design of each of the controllers belonging to the system for on grid connection, as well as the application of the AIS algorithm to adjust controller parameters. Development is validated through simulation, using Simulink software- MATLAB® , whose obtained results indicate that the proposed control strategy is capable of achieving the objectives as expected. Finally, the results show that the simplified model used in the optimization via SIA responds satisfactorily in the controller’s tuning when comparing to the complete model.
Palabras clave : Controle
MGT
Otimização
Potência mecânica
SIA
Control
Mechanical power
Optimization
AIS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11639
Fecha de publicación : 2-mar-2020
Aparece en las colecciones: Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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