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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-30122014-112624
Document
Auteur
Nom complet
Rafael Ricardo Avila Naranjo
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2014
Directeur
Jury
Salles, Maurício Barbosa de Camargo (Président)
Freitas Filho, Walmir de
Pavani, Ahda Pionkoski Grilo
Titre en anglais
Alternatives to the use of the crowbar circuit in DFIG based wind turbines during balanced voltage dips.
Mots-clés en anglais
Doubly fed induction generator
Voltage dip
Wind power
Resumé en anglais
Most of the modern wind turbines are based on doubly fed induction generators (DFIG), with a back to back power converter connecting the rotor to the network. It is known that voltage dips at the stator terminals can cause overcurrents in the rotor windings, which could threaten the converter integrity. In order to protect the converter, several strategies have been proposed in technical literature, requiring in some cases the converter deactivation, which disables the control that the converter has over the power transference between the generator and the system. This last is not a desirable behavior since it can put on risk the voltage stability of the electric system. It is the aim of this dissertation to introduce and compare five of those protection strategies, through the computational simulation of their performance in case of balanced voltage dips. In order to achieve this, the electromagnetic dynamic model of the DFIG was theoretically developed, as well as the models of the strategies of interest. Subsequently, the computational model of the system was assembled in the software Matlabs Simulink to finally perform the desired simulations and its corresponding analysis.
Titre en portugais
Alternativas ao uso do sistema Crowbar em turbinas eólicas equipadas no DFIG durante afundamentos balanceados de tensão na rede.
Mots-clés en portugais
Circuitos elétricos
Energia eólica
Turbinas
Resumé en portugais
A maioria das turbinas eólicas modernas é baseada em geradores de indução duplamente alimentados (GIDE), com um back to back conversor de energia que liga o rotor para a rede. Sabe-se que as quedas de tensão nos terminais do estator podem causar sobrecorrentes nos enrolamentos do rotor, que podem ameaçar a integridade do conversor. A fim de proteger o conversor, várias estratégias têm sido propostas na literatura técnica, exigindo, em alguns casos, a desativação do conversor, o qual desativa o controlo do conversor, que possui ao longo da transferência de energia entre o gerador e o sistema. Este último não é um comportamento desejável, uma vez que pode colocar em risco a estabilidade de tensão do sistema elétrico. É o objetivo desta dissertação apresentar e comparar cinco dessas estratégias de proteção, através da simulação computacional de seu desempenho em caso de quedas de tensão equilibrada. A fim de alcançar este objetivo, o modelo dinâmico eletromagnética do DFIG teoricamente foi desenvolvido, bem como os modelos das estratégias de interesse. Subsequentemente, o modelo computacional do sistema foi montado no software Simulink do Matlab para finalmente executar as simulações desejadas e sua análise correspondente.
 
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Date de Publication
2016-10-19
 
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  • Avila, R. R., et al. Wind Turbine Grounding System Analysis during Lightning Strokes. In 15th International Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2012)), Oita, 2012. Anais., 2012. Abstract.
  • CORTES, D. J. F., Avila, R. R., and SALLES, M. B. C. Analysis of Transmission Systems with High Penetration of Wind Power using DFIG based Wind Farms during Voltage Sags. In International Conference on. CLEAN ELECTRICAL POWER Renewable Energy Resources Impact (ICCEP 2013), Alghero, 2013. anais., 2013.
  • Avila, R. R., Martinho, L. B., e Salles, Mauricio B.C. Estudo do Aterramento de Aerogeradores frente a Descargas Atmosféricas. In MOMAG 2012, João Pessoa, 2012. Anais., 2012.
  • FIGUEROA CORTES, DAVID J., AVILA NARANJO, RAFAEL R., y SALLES, M. B. C. Voltage sags and short circut analysis in power systems with high wind power penetration based on doubly fed induction generator [doi:10.1109/ISGT-LA.2013.6554401]. In 2013 IEEE PES Conference on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Latin America), Sao Paulo, 2013. 2013 IEEE PES Conference on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Latin America). : IEEE, 2013.
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