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Dissertação

{pt_PT=Transformador Inteligente Modular de Estágio Único com Barramento DC Integrado} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A crescente evolução tanto a nível de consumo como de produção de eletricidade é acompanhada de uma crescente necessidade de evolução da rede de distribuição e fornecimento de energia elétrica, com um maior controlo e qualidade. Os transformadores de baixas frequências, LFT, que compõem atualmente a rede elétrica apresentam diversas limitações como uma pobre regulação de tensão, grandes dimensões e a utilização de óleo para arrefecimento do transformador, que é um importante aspeto com impacto negativo em termos ambientais. Pelas limitações que os LFT apresentam, esta dissertação tem como principal objetivo estudar e propor um Transformador Inteligente a implementar na rede elétrica, entre as redes MT e BT, oferecendo ainda um barramento DC para carregamento de veículos elétricos. O ST apresenta uma topologia modular, composto por conversores matriciais monofásicos e transformadores de alta frequência. O controlo de tensão e corrente do lado BT é efetuado recorrendo à teoria de estabilidade de Lyapunov e ao Método de Controlo Preditivo, respetivamente. É apresentado o funcionamento do ST em funções normais de funcionamento de ligação MT/BT, o funcionamento simultâneo com carregamento DC e ainda sob influência de cavas/sobretensão na rede MT. As simulações do ST são feitas em MATLAB/Simulink e confirmam o bom funcionamento do ST na rede MT/BT, bem como durante o carregamento DC, e de dimensionamento dos filtros de entrada e saída que o constituem. O núcleo do transformador não sofre saturação pelas estratégias de controlo aplicadas ao ST e apresenta uma tensão de saída regulável em carga., en=The growing evolution both in terms of electricity consumption and production is followed by a growing need for the evolution of the energy distribution and supply network, with greater control and quality. The Low-Frequency Transformers, LFT, which currently compose the electrical grid have several limitations such as poor voltage regulation, large dimensions and the use of oil for cooling the transformer, which is an important aspect with a negative impact in environmental terms. Due to the limitations of LFTs, the main objective of this dissertation is to study and propose a Smart Transformer (ST) that could be implemented in the electrical grid, between the MV and LV network, and offer a DC link for charging electric vehicles (EV). The ST features a modular topology, consisting of single-phase matrix converters and high-frequency transformers. The LV side voltage and current control is performed using Lyapunov's stability theory and the Predictive Control Method, respectively. It is shown the ST operation in normal MV/LV connection operation functions, simultaneous operation with DC load and also under the influence of voltage dips/overvoltages in the MV network. The ST simulations are carried out in MATLAB/Simulink and confirm the good operation of the ST in the MV/LV network, as well as during DC loading, and the dimensioning of the input and output filters that integrate it. The transformer core does not saturate, because of the control strategies applied to the ST and has an adjustable output voltage under load.}
Keywords: {pt=Transformador Inteligente, Transformador de Alta Frequência, Conversor Matricial Monofásico, Estabilidade de Lyapunov, Método de Controlo Preditivo, en=Smart Transformer, High Frequency Transformer, Single Phase Matrix Converter, Lyapunov Stability, Predictive control}

Discussão: novembro 26, 2021, 15:30