Projeto de um sistema de conversor multinível para painéis fotovoltaicos

A produção de energia elétrica a partir de fontes de energia renovável está gradualmente a ser uma alternativa à energia produzida a partir de combustíveis fósseis. A técnica de conversão dessas mesmas energias para energia elétrica, para entrega na Rede de Energia Elétrica (REE), é cada vez mais estudada para que se obtenha uma maior eficiência assim como qualidade. Neste trabalho desenvolve-se um projeto de conversão de energia fotovoltaica, para produção de energia elétrica para a rede utilizando um conversor multinível, otimizando a transferência de potência assim como melhorando a forma da corrente AC. A conversão multinível é uma topologia que tem algumas vantagens relativamente à topologia de 2 níveis, permitindo trabalhar com níveis de tensão mais elevados, melhorando a qualidade de energia. O conversor multinível de díodos ligados ao ponto neutro utiliza condensadores para criar os níveis de tensão, que neste trabalho vão ser usados para ligar os painéis, otimizando a transferência de potência. Aplica-se um método de controlo das correntes AC para terem a forma a alternada e sinusoidal e em fase com a tensão da rede. Os resultados experimentais mostram que a utilização do algoritmo de procura do ponto de máxima potência dos painéis permitem a extrair a máxima potência, de acordo com as condições de irradiação solar e temperatura dos painéis.

Projeto de um sistema de conversor multinível para painéis fotovoltaicos

A produção de energia elétrica a partir de fontes de energia renovável está gradualmente a ser uma alternativa à energia produzida a partir de combustíveis fósseis. A técnica de conversão dessas mesmas energias para energia elétrica, para entrega na Rede de Energia Elétrica (REE), é cada vez mais estudada para que se obtenha uma maior eficiência assim como qualidade. Neste trabalho desenvolve-se um projeto de conversão de energia fotovoltaica, para produção de energia elétrica para a rede utilizando um conversor multinível, otimizando a transferência de potência assim como melhorando a forma da corrente AC. A conversão multinível é uma topologia que tem algumas vantagens relativamente à topologia de 2 níveis, permitindo trabalhar com níveis de tensão mais elevados, melhorando a qualidade de energia. O conversor multinível de díodos ligados ao ponto neutro utiliza condensadores para criar os níveis de tensão, que neste trabalho vão ser usados para ligar os painéis, otimizando a transferência de potência. Aplica-se um método de controlo das correntes AC para terem a forma a alternada e sinusoidal e em fase com a tensão da rede. Os resultados experimentais mostram que a utilização do algoritmo de procura do ponto de máxima potência dos painéis permitem a extrair a máxima potência, de acordo com as condições de irradiação solar e temperatura dos painéis.

Simulação de um sistema aerogerador com controlo óptimo predictivo

Nesta dissertação de mestrado propõe-se simular um sistema para melhorar a qualidade da energia eléctrica produzida por um parque eólico, utilizando conversores multinível NPC costas com costas e controlo óptimo predictivo. Neste trabalho é feito o controlo da potência activa e reactiva que é fornecida à rede de energia eléctrica, a partir de um gerador eólico e é optimizada a forma de onda alternada e sinusoidal de tensão trifásica sem neutro, minimizando o tremor das correntes e a distorção harmónica total, contribuindo para melhorar a qualidade de energia da rede ou de sistemas de alimentação para aplicações críticas como são os sistemas de telecomunicações. Recorre-se ao Matlab/Simulink para simular e comparar os resultados obtidos no sistema de conversão de energia de um parque eólico com o conversor costas com costas com controlo óptimo predictivo com os resultados obtidos com o conversor costas com costas PWM, disponível na biblioteca do software de simulação.

Sistema de carga bidirecional para veículo elétrico

As preocupações com o elevado consumo de combustíveis fósseis e a crescente poluição atmosférica conduziram ao desenvolvimento dos veículos elétricos e dos veículos elétricos híbridos. O crescimento do parque automóvel elétrico levou à necessidade de considerar a sua integração na rede eléctrica, ao nível dos impactos estimados, mas também na sua potencial contribuição para uma gestão inteligente do sistema, funcionando como um buffer da energia produzida, permitindo desacoplar a produção do consumo, e assim melhor a eficiência global. Neste trabalho foi efetuado um estudo relacionado com a ligação bidirecional entre os veículos eléctricos e a rede eléctrica que permitirá o uso das baterias instaladas nos veículos participar nesse apoio à rede, debruçando-se primeiramente sobre o desenvolvimento das baterias que permanecem como elos mais fracos. Utilizando diferentes ferramentas de simulação e de análise de resultados foi depois efetuado um estudo sobre dois sistemas alternativos capazes de implementar o conceito V2G respeitando as restrições do ponto de vista normativo. Os resultados obtidos a partir de uma simulação coordenada entre os programas Simulink/Matlab e PSIM permitiram demostram o bom funcionamento dos 2 sistemas propostos, permitindo ficar com a convicção que o conversor multinível será capaz de proporcionar os resultados desejados com um menor tempo de resposta.

Hysteretic multilevel NPC converter control for a Switch Mode Assisted Linear Amplifier

A Switch-Mode Assisted Linear Amplifier (SMALA) combines the high quality of a linear amplifier required for audio applications with the high efficiency of a switch-mode amplifier. The careful choice of current sense point and switch placement allows a simple non-isolated hysteresis current controller for the switch-mode section. This paper explains the extension of the hysteresis current controller for the control of a three level Neutral Point Clamped (NPC) converter, with simulations as proof of concept. The NPC topology allows the use of lower voltage switches and lower switching frequencies to implement high power audio amplifiers using the SMALA topology.

Connecting two wind turbine generators to the grid using only one three level NPC inverter

This paper explores the possibility of connecting two Wind Turbine Generators (WTG) to the grid using a single three level inverter. In the proposed system the rectified output of one WTG is connected across the upper dc-link capacitor of a standard diode clamped three level inverter. Similarly the rectified output of the other WTG is connected across the lower capacitor. This particular combination has several advantages such as, direct connection to the grid, reduced parts count, improved reliability and high power capacity. However, the major problem in the proposed system is the imminent imbalance of dc-link voltages. Under such conditions conventional modulation methods fail to produce desired voltage and current waveforms. A detailed analysis on this issue and a novel space vector modulation method, as the solution, are proposed in this paper. To track the Maximum power point of each WTG a power sharing algorithm is proposed. Simulation results are presented to attest the efficacy of the proposed system.

A Front end Switched Rectifier DC Source for Neutral Point Balancing of A NPC Three-Level Inverter for The Full Modulation Range

A switched DC voltage three level NPC is proposed in this paper to eliminate capacitor balancing problems in conventional three-level Neutral Point Clamped (NPC) inverter. The proposed configuration requires only one DC link with a voltage V-dc/2, where V-dc is the DC link voltage in a onventional NPC inverter. To get rated DC link voltage (V-dc), the voltage source is alternately onnected in parallel to one of the two series capacitors using two switches and two diodes with device voltage rating of V-dc/2. The frequency at which the voltage source is switched is independent and will not affect the operation of NPC inverter. The switched voltage source in this configuration balances the capacitors automatically. The proposed configuration can also be used as a conventional two level inverter in lower modulation range, thereby increases the reliability of the drive system. A space vector based PWM scheme is used to verify this proposed topology.

V-CE Sensing for IGBT Protection in NPC Three Level Converters-Causes For Spurious Trippings and Their Elimination

Neutral point clamped (NPC), three level converters with insulated gate bipolar transistor devices are very popular in medium voltage, high power applications. DC bus short circuit protection is usually done, using the sensed voltage across collector and emitter (i.e., V-CE sensing), of all the devices in a leg. This feature is accommodated with the conventional gate drive circuits used in the two level converters. The similar gate drive circuit, when adopted for NPC three level converter protection, leads to false V-CE fault signals for inner devices of the leg. The paper explains the detailed circuit behavior and reasons, which result in the occurrence of such false V-CE fault signals. This paper also illustrates that such a phenomenon shows dependence on the power factor of the supplied three-phase load. Finally, experimental results are presented to support the analysis. It is shown that the problem can be avoided by blocking out the V-CE sense fault signals of the inner devices of the leg.

A five level inverter scheme with common mode volatge elimination by cascading conventional two level and three level NPC inverters for an induction motor drive

Common-mode voltage generated by the PWM inverter causes shaft voltage, bearing current and ground leakage current in induction motor drive system, resulting in an early motor failure. This paper presents a common-mode elimination scheme for a five-level inverter with reduced power circuit complexity. The proposed scheme is realised by cascading conventional two-level and conventional NPC three-level inverters in conjunction with an open-end winding three-phase induction motor drive and the common-mode voltage (CMV) elimination is achieved by using only switching states that result in zero CMV, for the entire modulation range.

Uma perspectiva multinível e plural em psiquiatria: a esquizofrenia como exemplar

Assim como a medicina, a psiquiatria não consiste em uma disciplina teórica, mas sim, em uma práxis, um projeto teórico que somente se justifica pelo projeto prático. Trata-se, portanto, de um campo de intervenção. A psiquiatria utiliza diversas abordagens teóricas e científicas com uma finalidade prática. O objeto de estudo do campo, entretanto, não se confunde com o objeto destas abordagens. O objeto da psiquiatria pode ser definido em vertentes reducionistas e não-reducionistas. No contexto atual, há uma tendência a uma polarização. Por um lado, o objeto da psiquiatria é concebido como o objeto das demais especialidades médicas, enquanto doença mental, localizado no cérebro e resultando em práticas que privilegiam as abordagens biológicas. Por outro, em vertentes mais amplas de definição, ele consiste no sofrimento psíquico e social ou em disfunções internas socialmente inapropriadas, o que envolve múltiplos níveis e dimensões biológico, fenomenológico, cultural. Esta concepção do objeto da psiquiatria demanda uma multiplicidade e pluralidade de abordagens tanto no plano teórico quanto no plano prático. A presente tese afirma que uma perspectiva multinível e plural é imperiosa à práxis psiquiátrica. A tese está dividida em duas partes. Na primeira, realiza-se uma discussão filosófica na psiquiatria, mediante o método da investigação conceitual, visando um refinamento teórico do campo, que tende a gerar práticas mais efetivas. Três problemas filosóficos que perpassam a psiquiatria são discutidos: a distinção explicação-compreensão; o problema mente-cérebro e a distinção fato-valor. Aponta-se uma solução pragmatista para cada um destes problemas. Na segunda parte, realiza-se um estudo de caso com o exemplar esquizofrenia, analisando os múltiplos níveis do fenômeno mediante a apresentação das abordagens biológicas, fenomenológicas e antropológicas da esquizofrenia na contemporaneidade, enfocando, respectivamente, as hipóteses neurodesenvolvimentais, as alterações na consciência pré-reflexiva de si e as concepções do fenômeno em contextos não-ocidentais. A esquizofrenia corresponde a uma categoria de alta validade, tendo uma importante participação de fatores genético-biológicos. Ainda assim, o modelo biomédico se mostra insuficiente para dar conta da complexidade da experiência do adoecimento nesta condição. Portanto, uma perspectiva multinível e plural se faz mandatória. E se esta perspectiva se aplica à esquizofrenia, aplicar-se-á também a todos os transtornos mentais, com importantes implicações para a práxis psiquiátrica, seja no âmbito da teoria e pesquisa, seja no âmbito da clínica e da elaboração de políticas públicas de saúde mental, ajustando-se melhor, por exemplo, aos propósitos do Global Mental Health.

Offshore wind turbine simulation: multibody drive train. Bacl-to-back NPC (Neutral Point Clamped) converters: Fractional-order control

This paper is on offshore wind energy conversion systems installed on the deep water and equipped with back-to-back neutral point clamped full-power converter, permanent magnet synchronous generator with an AC link. The model for the drive train is a five-mass model which incorporates the dynamic of the structure and the tower in order to emulate the effect of the moving surface. A three-level converter and a four-level converter are the two options with a fractional-order control strategy considered to equip the conversion system. Simulation studies are carried out to assess the quality of the energy injected into the electric grid. Finally, conclusions are presented. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.