Otimização operacional de microturbinas a gás para aplicações de geração distribuída

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Walquíria do Nascimento
• Orientador(a): Dias, Bruno Henriques
• Banca de defesa: França, Bruno Wanderley , Oliveira , Janaína Gonçalves de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Controle; MGT; Otimização; Potência mecânica; SIA; Control; Mechanical power; Optimization; AIS
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11639

Essa dissertação propõe uma estratégia de investigação do princípio de funcionamento dinâmico de microturbinas a gás (MGT) através de sua modelagem matemática. Por meio da análise do comportamento dinâmico da MGT, faz-se a inserção de um regulador de potência em malha fechada para aumentar a capacidade de resposta à demanda para utilização em sistemas de cogeração e de geração distribuída (GD). Adicionalmente, propõe-se um algoritmo de otimização para identificar os parâmetros de sintonia do regulador visando ao ajuste de potência mecânica. O método adotado é uma técnica meta-heurística bioinspirada denominada Sistemas Imunológicos Artificiais (SIA). O objetivo principal é projetar um sistema adequado visando à otimização operacional de MGT para geração de energia, com conexão à rede elétrica. Para a otimização dos parâmetros do controlador, utiliza-se um modelo simplificado a fim de aumentar a eficiência computacional na otimização de seus parâmetros. Após a otimização, valida-se a efetividade da operação do controlador otimizado utilizando um modelo completo de MGT. De modo geral, esta proposta envolve a análise da MGT modelo Capstone C30, o dimensionamento do sistema de eletrônica de potência e projeto de cada um dos controladores pertencentes ao sistema para conexão à rede, bem como a aplicação do algoritmo SIA para ajuste de parâmetros do controlador. O desenvolvimento é validado por meio de simulação, utilizando o software SimulinkMATLAB® , cujos resultados obtidos indicam que a estratégia de controle proposta é capaz de atingir os objetivos esperados e é adequada para MGT. Por fim, os resultados demonstram que o modelo simplificado utilizado na otimização via SIA responde de forma satisfatória na sintonia do controlador, ao se comparar suas respostas com aquelas do modelo completo.