Utilização avançada da capacidade excedente de sistemas de transmissão CCAT para produção de oxigênio e hidrogênio

• Main Author: Parizzi, Jocemar Biasi
• Other Authors: Farret, Felix Alberto
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Santa Maria 2017
• Subjects: Transmissão CCAT; Eletrólise; Qualidade de energia; Produção de 2 O e 2 H; HVDC transmission; Electrolysis; Power quality; Production of 2 O and 2 H; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Online Access: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3654

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === This PhD thesis discusses the use of the power plant capacity in HVDC transmission systems during inactive periods of the main converters to feed local loads, aiming at a better AC power quality and DC transmission. The power available in the inactive periods is drained by an auxiliary converter connected in parallel with the HVDC converter. This energy can be used to: feed thermal equipments; battery charging; supply of local services; AC power re-injection; and to produce high purity hydrogen and oxygen through electrolysis. The overall control was designed to improve the power transmission quality at the AC side of the HVDC plant. Simulated and lab practical results from a reduced model of a HVDC plant and from the auxiliary converter connected in parallel with the main converter are presented. The proposed arrangement of converters demonstrates the possibility of THD reduction and increase of the power and utilization factors, without disturbing the efficiency of the HVDC transmission system, and making evident loss reduction, sizing of the harmonic filters and PF reactors. For their special characteristics, at the end of this thesis it is presented the state of art of the auxiliary converter energy utilization to produce hydrogen and oxygen through water electrolysis. === Esta tese discute o uso da capacidade instalada dos sistemas de transmissão CCAT nos períodos inativos das chaves eletrônicas dos conversores de potência para alimentar cargas locais, de tal modo que a qualidade da energia e a transmissão em corrente contínua possam ser amplamente melhoradas. A energia dos períodos inativos é drenada por um conversor auxiliar conectado em paralelo com o conversor CCAT. Esta energia pode servir para: alimentar equipamentos térmicos; carregar baterias; suprir serviços ancilares; retro-injeção na rede; e produção de hidrogênio e oxigênio por eletrólise com alto grau de pureza, entre outras cargas. O controle dos conversores conectados em paralelo foi projetado criteriosamente visando melhorar a qualidade da energia no lado CA da planta de CCAT. São apresentados dados provenientes da adição do conversor auxiliar em paralelo com o conversor CCAT, tanto de simulações como de dados reais e ensaios de laboratório em um protótipo em escala reduzida. Com o arranjo de conversores proposto nesta tese fica demonstrada a possibilidade de uma redução considerável da distorção harmônica total e o aumento dos fatores de potência e de utilização, sem prejudicar o rendimento da transmissão CCAT. Também fica evidente a redução de perdas e do tamanho dos filtros harmônicos e reatores de compensação de reativos por diminuir a corrente nos mesmos. Pela sua peculiaridade, no final desta tese é apresentado um estudo sobre o estado da arte da utilização da energia processada por conversores auxiliares junto a conversores CCAT para a produção de hidrogênio e oxigênio através da eletrólise de água.