Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Modelagem e simulação do sistema de controle de uma micro-turbina a gás
Autor(es): MALDONADO, Manuel Arturo Rendón
Primeiro Orientador: SOUZA, Luiz Edival de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: NASCIMENTO, Marco Antônio Rosa
Resumo: As micro-turbinas são unidades de geração distribuída que apresentam um notável potencial no mercado de energia elétrica no Brasil. Esse tipo de tecnologia apresenta a capacidade de operar com diversos tipos de combustível, como gasolina, diesel, álcool, gás natural, biodiesel e gás de biomassa. A modelagem e a simulação visam criar uma ferramenta para estudo de modificações no projeto da micro-turbina para ela operar com combustível de baixo poder calorífico. Um sistema de instrumentação e aquisição de dados foi montado no laboratório para medir, armazenar e analisar as variáveis do sistema controlador da micro-turbina. Partindo de um modelo padrão presente na literatura, foram validados modelos para os dois modos de operação da micro-turbina: Ligado na Rede (“Grid Connection”) e Carga Isolada (“Stand Alone”). Os parâmetros do modelo foram obtidos utilizando uma ferramenta do MatLab chamada Ident onde três tipos de modelos foram testados: ARX, ARMAX e Box-Jenkins. O Ident utiliza o critério de Mínimos Quadrados para transformar os dados experimentais em funções de transferência em z. Programas foram desenvolvidos para transformá-las em funções de transferência em s utilizando o critério de Amostrador de Ordem Zero. Os dados experimentais para a validação dos modelos foram obtidos de uma Micro-Turbina a gás existente no Laboratório Turbinas a Gás e Gasificação da Biomassa do NEST (Núcleo de Excelência em Sistemas Térmicos) - UNIFEI. Os modelos apresentaram um desempenho aceitável se são considerados como uma proposta inicial sujeita a melhoras.
Abstract: Micro-turbines are distributed generation devices that have shown a notable potential in electric energy market in Brazil. This technology presents the characteristic of operating with several kinds of fuel, like kerosene, diesel, alcohol, natural gas, biodiesel and biomass gasification gas. Modeling and simulation tend to create a tool for redesign the micro-turbine project when it operates with fuel of low heat value. Acquisition data system and instrumentation were mounted in the tests laboratory to measure, store and analyze the micro-turbines control systems variables. A model found in the literature was used as initial reference, and models were validated for two operation modes: Grid Connection and Stand Alone. The model parameters were obtained using a MatLab Toolbox for Systems Identification called Ident, where three types of models were validated: ARX, ARMAX and Box-Jenkins. Ident uses Minimal Square Estimator to transform experimental data in transfer functions in z domain. Programs were developed to transform it into transfer functions in s domain using Zero Order Holder. Experimental data for models validation were obtained from a Micro-Turbine placed in the Gas Turbine and Gasification Laboratory of the NEST (Thermal Systems Excellence Group) – UNIFEI. The obtained models presented an acceptable performance if they are considered as an initial proposal subjected to improvements.
Palavras-chave: Microturbinas a gás
Turbinas a gás
Sistema de controle - Turbinas
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3241
Data do documento: 30-Mar-2005
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