Author(s): Conceição, Mário Rui Melício da
Date: 2010
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/677
Origin: uBibliorum
Subject(s): Modelação e Simulação; Energia Eólica; Conversores de Potência; Controlador Fraccionário; Falha no Controlo; Distorção Harmónica
Esta tese incide sobre o tema de modelos dinâmicos de sistemas de conversão de energia eólica ligados à rede eléctrica, integrando tanto quanto possível a dinâmica relevante presente na realidade do sistema. O sistema de conversão de energia eólica é constituído por: uma turbina eólica de velocidade variável; um sistema de transmissão descrito respectivamente por um veio de uma, duas ou três massas; um gerador síncrono com excitação assegurada por meio de ímanes permanentes; um conversor electrónico de potência descrito respectivamente por um conversor de dois níveis, um conversor multinível, ou um conversor matricial. A rede eléctrica é descrita respectivamente por uma fonte de tensão sem distorção harmónica ou com distorção originada pela terceira harmónica. Os comportamentos que advêm do facto da energia eólica não ser uma fonte controlável de energia, mas também de eventuais falhas no funcionamento dos dispositivos que conduzem os sistemas de conversão de energia eólica, são estudados nesta tese recorrendo à simulação computacional. Assim, no contexto dos impactes sobre a rede eléctrica, é estudado o conteúdo harmónico injectado na rede assumindo respectivamente que a velocidade do vento não apresenta perturbações ou apresenta perturbações que originam a assimetria no alinhamento do sistema de conversão de energia eólica em relação ao vento, o efeito de sombra da torre e as oscilações mecânicas nas pás. São apresentadas novas contribuições no contexto de eventuais falhas de controlo, quer das pás da turbina, quer dos conversores de potência, sendo estudada a operação impondo transitoriamente que o ângulo de passo das pás da turbina transite para a posição de rajada de vento ou um erro nas combinações de comutação dos conversores. Em ambos os contextos, são realizados estudos envolvendo uma nova estratégia de controlo mediante o uso de controladores de ordem fraccionária, comparando com o comportamento do controlo clássico.
