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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-1414-0138
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise dos métodos de determinação das correntes de compensação em filtros ativos
Alternate title (s): Analysis of methods for calculating compensation currents in active power filters
Author: Silvério, Eduardo Tavares
First Advisor: Macedo Jr, José Rubens
Second member of the Committee: Bernardes, Wellington Maycon Santos
Third member of the Committee: Vieira Jr, José Carlos de Melo
Summary: Não apenas formas de onda de tensão e corrente distorcidas, mas também sistemas desequilibrados são comumente encontrados em sistemas elétricos de potência devido, sobretudo, ao crescimento da disseminação de cargas monofásicas não lineares conectadas à rede de distribuição. Estes fenômenos podem ser atenuados com a utilização de filtros ativos. Com o objetivo de reduzir os impactos negativos das distorções e desequilíbrios no sistema elétrico, o filtro ativo sintetiza uma forma de onda de corrente capaz de compensar os efeitos indesejados na forma de onda da corrente da carga, o que permite atenuar as perturbações inseridas no sistema. Neste cenário, o atual trabalho investiga dois métodos de sintetização de corrente elétrica por meio de filtragem ativa: (i) corrente senoidal e (ii) fator de potência unitário. O primeiro método é baseado na injeção de corrente de compensação de modo que a corrente na linha seja perfeitamente senoidal e equilibrada. Por outro lado, o segundo método almeja promover uma corrente na linha que seja uma réplica da forma de onda de tensão no ponto de conexão da carga, resultando fator de potência unitário e um comportamento linear para a carga, quando vista pelo lado da fonte. Desta forma, o objetivo do estudo é especificar qual dos métodos apresenta o melhor desempenho considerando a atenuação harmônica, redução de desequilíbrio de tensão e uso adequado do sistema de distribuição. Para atingir a proposta desta dissertação foi realizada a modelagem matemática de ambos os métodos, além de simulações computacionais por meio do software Matlab-Simulink®. Os resultados obtidos sugerem que dependendo do objetivo do uso do filtro ativo o método de fator de potência unitário é melhor que o método de corrente senoidal.
Abstract: Not only distorted voltage and current waveforms, but also unbalanced systems are commonly found on power systems, notably due to the increasing number of single-phase non-linear loads. These phenomena may be mitigated by shunt active power filters (SAPF). In order to reduce the negative impact of distortions and unbalances in the electrical system, the active power filter synthesizes a compensation current waveform, which eliminates possible disturbances inserted into the system, especially those related to single-phase non-linear loads. In this scenario, the present work investigates two different methods of synthesizing the electrical current through SAPF: (i) sinusoidal current and (ii) unity power factor method. The first method is based on the injection of compensating currents in such a way that the line current becomes perfectly sinusoidal. In the second method, the line current is adjusted to have a waveform which is a replica of the voltage waveform, so that the set of the nonlinear load and the active filter behave as a nonlinear load of unity power factor. In this way, the purpose of this study is to determine which of the two methods presents the best performance in terms of harmonic mitigation, reduction of voltage unbalances and in a better use of the system as well. Aiming this purpose, the mathematical modeling of both methods was carried out and several simulations using Matlab-Simulink were performed. The obtained results suggest that depending on the purpose the unity power factor methodology is better than the sinusoidal current methodology.
Keywords: Filtro ativo paralelo
Active power filter
Método da corrente senoidal
Sinusoidal current methodology
Método do fator de potência unitário
Unity power factor
Qualidade da energia elétrica
Power quality
Cargas não lineares
Non-linear loads
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: SILVÉRIO, Eduardo Tavares. Análise dos métodos de determinação das correntes de compensação em filtros ativos. 2019. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, 2019. Programa de Pós Graduação em Energia Elétrica. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2035
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26443
Date of defense: 25-Jul-2019
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