Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39835| Título: | Análise comparativa de sistemas upqc monofásicos operando com estratégias de compensação ativa de potência dual/invertida e convencional adotando modelagem e controle multivariável |
| Título(s) alternativo(s): | Comparative analysis of single-phase upqc systems operating with dual/inverted and conventional active power compensation strategies adopting multivariable modeling and control |
| Autor(es): | Pelz, Beatriz Masquetti |
| Orientador(es): | Silva, Sergio Augusto Oliveira da |
| Palavras-chave: | Engenharia elétrica Energia elétrica - Produção Energia elétrica - Distribuição - Alta tensão Electric engineering Electric power production Electric power distribution - High tension |
| Data do documento: | 25-Fev-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | PELZ, Beatriz Masquetti. Análise comparativa de sistemas upqc monofásicos operando com estratégias de compensação ativa de potência dual/invertida e convencional adotando modelagem e controle multivariável. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta uma análise comparativa de um condicionador unificado de qualidade de energia (UPQC) monofásico, operando com as estratégias de compensação ativa de potência dual/invertida e convencional, com o objetivo de mitigar simultaneamente distúrbios nas tensões da rede elétrica e nas correntes de carga. Considerando que o UPQC é constituído por dois conversores, um série e um paralelo, foram desenvolvidos modelos matemáticos completos para ambas as abordagens de compensação ativa, nos quais a dinâmica conjunta desses conversores é representada de forma integrada em uma única estrutura de controle multivariável. Essa modelagem foi comparada à tradicional, baseada em modelos individuais, visando à compreensão das influências mútuas entre as dinâmicas dos conversores série e paralelo do UPQC. A modelagem unificada proporciona uma representação mais fiel do sistema, permitindo a análise da rejeição de distúrbios por meio das respostas em frequência, além da extração e avaliação de parâmetros que viabilizam uma comparação objetiva entre as estratégias de controle dual e convencional do UPQC. Na implementação do controle, foi proposto um controlador multivariável multirressonante com realimentação de estados, baseado no regulador quadrático linear, capaz de assegurar erro nulo em regime permanente nas frequências harmônicas de interesse. Adicionalmente, foram projetados controladores monovariáveis com realimentação de estados multirressonantes, a partir dos modelos individuais. O ajuste dos ganhos foi realizado por meio de um algoritmo de otimização genérico baseado na metaheurística por evolução diferencial, aplicável tanto ao controle monovariável quanto ao multivariável. A metodologia de projeto foi detalhada e aplicada ao UPQC monofásico, cujos controladores foram validados experimentalmente. Resultados estáticos e dinâmicos das estratégias de compensação dual e convencional são apresentados, evidenciando a eficácia da abordagem proposta na melhoria da qualidade da energia elétrica. Por fim, é apresentada uma comparação abrangente entre as estratégias dual e convencional, com base na análise em frequência e nos resultados experimentais. |
| Abstract: | This work presents a comparative analysis of a single-phase unified power quality conditioner, operating with the dual/inverted and conventional active power compensation strategies, with the objective of simultaneously mitigating disturbances in the power grid voltages and load currents. Considering that the unified power quality conditioner is composed of two converters, namely a series converter and a shunt converter, complete mathematical models were developed for both active compensation approaches, in which the coupled dynamics of these converters are represented in an integrated manner, integrating the series and shunt converters into a single multivariable control structure. This modeling was compared to the traditional one, based on individual models, aiming to understand the mutual influences between the dynamics of the series and shunt converters of the unified power quality conditioner. The unified modeling provides a more accurate representation of the system, allowing the analysis of disturbance rejection through frequency responses, in addition to the extraction and evaluation of parameters that enable an objective comparison between the dual and conventional control strategies of the unified power quality conditioner. In the control implementation, a multivariable multiresonant controller with state feedback was proposed, based on the linear quadratic regulator, capable of ensuring zero steady-state error at the harmonic frequencies of interest. Additionally, single-variable controllers with multiresonant state feedback were designed based on the individual models. The gain tuning was performed using a generic optimization algorithm based on the differential evolution metaheuristic, applicable to both single-variable and multivariable control. The design methodology was detailed and applied to the single-phase unified power quality conditioner, whose controllers were experimentally validated. Static and dynamic results of the dual and conventional compensation strategies are presented, demonstrating the effectiveness of the proposed approach in enhancing power quality. Finally, a comprehensive comparison between the dual and conventional strategies is presented, based on frequency analysis and experimental results. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39835 |
| Aparece nas coleções: | CP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| analisecomparativadesistemasupqc.pdf | 11,85 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
