Projeto de estabilizadores de sistemas elétricos de potência utilizando controle de variância mínima no espaço de estados

Design of power system stabilizers using minimum variance control in the state space

dc.contributorSILVEIRA, Antonio da Silva
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1828468407562753
dc.contributorARAÚJO, Rejane de Barros
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8760830024389437
dc.creatorCASTRO, Luís Augusto Mesquita de
dc.date2018-06-06T17:42:38Z
dc.date2018-06-06T17:42:38Z
dc.date2018-01-24
dc.date.accessioned2023-09-28T15:50:25Z
dc.date.available2023-09-28T15:50:25Z
dc.identifierCASTRO, Luís Augusto Mesquita de. Projeto de estabilizadores de sistemas elétricos de potência utilizando controle preditivo de variância mínima no espaço de estados. 2018. Título: subtítulo. 86 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2018. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Disponível em: <http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/9956>. Acesso em:.
dc.identifierhttp://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/9956
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9022157
dc.descriptionThe use of power system stabilizers is essential for reliable operation of large electrical systems. Most stabilizers in operation are designed using classical control techniques based on linearized power systems models. Although this type of stabilizer presents satisfactory performance for the damping of oscillations inherent in the power system, many studies show that use of adaptive and intelligent control techniques for the synthesis of the control law in these stabilizers can produce even better results. In this work it is investigated the performance of a predictive control strategy, of the minimum variance control type in the state space, GMVSS, applied to the damping of electromechanical oscillations in interconnected power systems. The design procedure is based on the premise that the controller structure is inherited from the design model, where estimated state variables, come into play in the synthesis of a state feedback control law. The complexity of the controller structure is then dictated by the complexity of the design model. This procedure differs from the original transfer function method, GMV, however matching exactly the same results. The most significant contribution of such a strategy is the simplicity of design due to the absence of the Diophantine equation in the procedure. The Diophantine equation is indirectly solved in a natural way by the problem formulation itself, from a Kalman filter obtained from an ARMAX state space representation. Finally, the synthesized control law is applied to the nonlinear system by means of numerical simulations using nonlinear models of the system, evaluating the characteristics of robustness and performance of the proposed controller via sensitivity functions, Nyquist diagram, poles and zeros map and performance indexes for the entire operating range. The results show that the predictive stabilizer is able to contribute positively to the damping of the most problematic oscillation modes, thus increasing the stability limits of the power system.
dc.descriptionA utilização de estabilizadores de sistemas elétricos de potência é imprescindível para uma operação confiável de sistemas elétricos de grande porte. A maior parte dos estabilizadores atualmente em operação é projetada por meio de técnicas de controle clássico, utilizando modelos linearizados do sistema elétrico. Embora este tipo de estabilizador apresente desempenho satisfatório para o amortecimento das oscilações eletromecânicas inerentes ao sistema de potência, muitos estudos confirmam que a utilização de técnicas de controle adaptativo, preditivo, robusto e inteligente para a síntese da lei de controle nesses estabilizadores pode produzir resultados ainda melhores. Neste trabalho é investigado o desempenho de uma estratégia de controle preditivo, do tipo variância mínima, representada em espaço de estados, GMVSS, aplicada ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas de potência interligados. O procedimento de projeto se baseia na premissa de que a estrutura do controlador é herdada do modelo de projeto, onde variáveis de estado estimadas, entram na síntese de uma lei de controle por realimentação de estados estimados. A complexidade da estrutura do controlador é então ditada pela complexidade do modelo de projeto. Este procedimento difere do original, GMV, via funções de transferência, todavia fornece os mesmos resultados. A contribuição mais significativa de tal estratégia é a simplicidade de projeto devido à ausência da equação Diofantina no procedimento. A equação Diofantina é resolvida indiretamente e de maneira natural pela própria formulação do problema, a partir do filtro de Kalman obtido de uma representação ARMAX no espaço de estados. Por fim, a lei de controle sintetizada é aplicada ao sistema não linear por meio de simulações numéricas que utilizam modelos não lineares do sistema, avaliando-se as características de robustez e desempenho do controlador proposto via funções de sensibilidade, diagrama de Nyquist, mapa de polos e zeros e índices de desempenho para toda a faixa de operação. Os resultados mostram que o estabilizador preditivo é capaz de contribuir positivamente para o amortecimento dos modos de oscilação mais problemáticos, aumentando assim os limites de estabilidade do sistema de potência.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Pará
dc.publisherBrasil
dc.publisherInstituto de Tecnologia
dc.publisherUFPA
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.source1 CD-ROM
dc.subjectEstabilidade de sistemas elétricos de potência.
dc.subjectEstabilizadores de sistemas de potência
dc.subjectOscilações eletromecânicas
dc.subjectControle preditivo
dc.subjectVariação mínima generalizada no espaço de estados
dc.subjectAnálise de robustez
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
dc.subjectSISTEMAS DE POTÊNCIA
dc.subjectSISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA
dc.titleProjeto de estabilizadores de sistemas elétricos de potência utilizando controle de variância mínima no espaço de estados
dc.titleDesign of power system stabilizers using minimum variance control in the state space
dc.typeDissertação


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