Small-Signal Modeling and Controller Design of a Grid-Connected Inverter for Solid State Transformer-Bo-Gyeong Kim Department of Electrical and Computer Engineering ULSAN NATIONAL INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Design of a Grid-Connected Inverter for Solid State Transformer -Bo-Gyeong Kim 
Department of Electrical and Computer Engineering ULSAN NATIONAL INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 

 Abstract
 A single-phase grid-connected inverter for solid state transformer (SST) is presented. This work is aimed at the modeling and the design of control schemes for the inverter. In this thesis, a small-signal model for the grid-connected inverter with modified bipolar pulse width modulation method is developed. Small-signal analysis allows to predict the stability and dynamics of the inverter. Based on theoretical analysis, controllers are designed to improve dynamics and to guarantee stability of the system. A high power factor and low harmonics are desirable in transmission system to improve the efficiency of the utility line. The current controller of the single-phase grid-connected inverter has sinusoidal reference to achieve power factor correction (PFC) and harmonics suppression. Proportional-integral (PI) scheme is widely used to control the power converter. The PI controller has the infinite gain at dc so it is suitable to track the dc reference. However, it is not good for tracking sinusoidal reference due to its finite gain at ac. The proportional-resonant (PR) controller which introduces large gain at specific frequency can track the sinusoidal reference without steady-state error but the error remains in step input response. The proportional-integral-resonant (PIR) controller has the advantage of both tracking the sinusoidal reference and removing the steady-state error for the step input. In this thesis, PIR controller is proposed for current control and design procedure for the PIR controller is presented. In addition, the voltage controller is needed to regulate the dc link voltage. The voltage controller is designed to improve the audio-susceptibility and the output impedance characteristics. The dynamics and stability of the inverter system is analyzed. The proposed small-signal model and controllers are verified by PSIM simulation and experiments.

LINK
http://ocean.kisti.re.kr/downfile/volume/kiee/DHJGII/2017/v66n1/DHJGII_2017_v66n1_40.pdf

LINK
http://www.mediafire.com/file/jbms2kqjx158cb9/SMALL_MODELING_GRID_CONVERTER.pdf

EE640 - ELETRÔNICA BÁSICA II PROF ELNATAN CHAGAS FERREIRA FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA E COMPUTAÇÃO-FEEC-UNICAMP-BRASIL

EE640 - ELETRÔNICA BÁSICA II
 Esta disciplina tem por objetivo o estudo de circuitos eletrônicos, como sejam amplificadores a transistores, circuitos com amplificadores operacionais, realimentação, resposta freqüência, etc. No final da disciplina os alunos devem ser capazes de dimensionar, projetar e implementar circuitos eletrônicos baseados nos circuitos estudados na cadeira.

 Pré-Requisitos: EE410 EE530/ EE530 F589. Os alunos devem ter conhecimentos sólidos dos seguintes tópicos: componentes eletrônicos básicos (resistências, condesadores e bobinas), semicondutores (diodos, transistores TBJ e FET), modelos de transistores bipolares e MOSFET, análise básica de circuitos (Lei das Malhas, lei dos nós, etc.) e transformada de Laplace.

EMENTA DETALHADA
 Para uma melhor visualização do andamento desta disciplina mostramos abaixo, com maior detalhe, os assuntos abordados, com as respectivas horas e referência bibliográfica. Tópicos NºHoras Bib.
 1)Revisão dos Modelos Diodos, transistores BJT e FET 4 [2]
 2)Análise de circuitos com um transistor (BJT) e FET Polarização DC e Análise em Configurações Básicas 8 [2]
 3)Análise de circuitos com dois transistores (BJT) e FET Conexões em cascata, Cascode, Darlinton, Quasi-Darlington, Par realimentado, Par Diferencial, Espelho de corrente. 8 [2]
 4)Resposta em freqüência Resposta em freqüência de um amp. de um estágio, Resposta em freqüência de um amp. de múltiplos estágios. 8 [4]
 5)Amplificadores Operacionais Tipos de Opamp, Estrutura básica de um Opamp FV, Opamp básicos, Opamp ideal e real, Característica de Opamp., Modelos. 10 [4]
 6)Circuitos com Amplificadores Operacionais Amp. não Inversor, Amp. Inversor, Amp. Diferença, Amp Somador, Integrador, Diferenciador, Aplicações não Lineares. 6 [4]
 7)Realimentação Equação da realimentação ideal, Efeitos da realimentação, Configurações, Configurações práticas e efeito de carregamento, Realimentação em um simples estágio. 8 [4]
 8)Circuitos Integrados Processos básicos em fabricação de CI, fabricação de circuitos em tecnologia bipolar, Dispositivos ativos em tecnologia bipolar, componentes passivos em tecnologia bipolar, fabricação de circuitos em tecnologia MOS, Dispositivos ativos em tecnologia MOS, componentes passivos em tecnologia MOS.

DOWNLOADS E AULAS

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Aula 5	Aula 6	Aula 7	Aula 8
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Aula 17	Aula 18	Aula 19	Aula 20
Aula 21	Aula 22	Aula 23	Aula 24*

PROF. ELNATAN CHAGAS FERREIRA

Physics, UFC, 1981, MSc. In Electrical Engineering, UNICAMP, 1984. Ph.D. In Electrical Engineering, UNICAMP, 1991. Livre Docência In Electronic Instrumentation, UNICAMP, 2001. Professor since 1985 in Microelectronics and Electronic Department -DEMIC. Responsible for Department's Laboratory of Sensors and Instrumentation.

LINK ORIGINAL
http://www.demic.fee.unicamp.br/~elnatan/index.html
LINK COMPLETO DE ARCHIVOS CLASES Y EXAMENES
http://www.demic.fee.unicamp.br/~elnatan/ee640/

High Efficiency Power Converter for Low Voltage High Power Applications - Morten Nymand - DTU Electrical Engineering Technical University of Denmark

Nymand High Efficiency Power Converter for Low Voltage High Power Applications 
Author:Morten Nymand
Supervisor:Michael A. E. Andersen
 DTU Electrical Engineering Technical University of Denmark Ørsteds Plads Building 349 DK-2800 Kgs. Lyngby Denmark
 Publishing date: January 2010
Classification: Public Edition: 1st Edition
Note: This thesis is submitted in partial fulfillment of the requirements for obtaining the PhD degree at the Technical University of Denmark. Copyright: Morten Nymand, 2010

 Abstract
The topic of this thesis is the design of high efficiency power electronic dc-to-dc converters for high-power, low-input-voltage to high-output-voltage applications. These converters are increasingly required for emerging sustainable energy systems such as fuel cell, battery or photo voltaic based energy systems.

Applications include systems for emergency power back-up (UPS), de-centralized combined heat and power systems, traction applications such as hybrid electrical vehicles, forklift trucks and special applications such as low emission power generation for truck and ship containers, and remote power generation for light towers, camper vans, boats, beacons, and buoys etc.
In chapter 2, a review of current state-of-the-art is presented. The best performing converters achieve moderately high peak efficiencies at high input voltage and medium power level. However, system dimensioning and cost are often determined by the performance at the system worst case operating point which is usually at minimum input voltage and maximum power. Except for the non-regulating V6 converters, all published solutions exhibit a very significant drop in conversion efficiency at minimum input voltage and maximum output power.
 In chapter 3, a detailed analysis of dominant loss factors in high power converters for low voltage applications is presented. The analysis concludes that:
 Power transformers for low voltage high power, if properly designed, will have extremely low leakage inductance.
  If optimally designed, boost converters will be much more efficient than comparable buck type converters for high power low voltage applications.  The use of voltage clamp circuits to protect primary switches in boost converters is no longer needed for device protection. On the other hand, they will dramatically increase power losses. Moreover, if a converter is properly designed, primary side voltage clamp circuits will not even work in low voltage high power converters.
  Very high conversion efficiency can be achieved. Peak efficiency of 98% and worst case minimum efficiency of 96.8% are demonstrated on a 1.5 kW converter.

 In chapter 4, the ability to - and challenges involved in - scaling of power converters for low voltage applications in the power range of 1-10 kW are analyzed. The analysis concludes that power MOSFETs needs to be paralleled extensively to scale power level to 10 kW. Maintaining fast current switching and reliable current sharing is essential. Further, the high ac-current carrying loop on the converter primary side will become increasingly difficult to scale due to fundamental issues such as physical size of components and penetration depth in copper.
Finally in chapter 5, a new method for partial paralleling of multiple primary power stages in isolated boost converters is presented. Maximum benefit of scaling in terms of higher efficiency and lower cost is preserved by only paralleling primary switches and the critical high ac-current loop. Dynamic current sharing is inherently guaranteed between parallel power stages. The principle can be applied to all isolated boost type converters and, in principle, an unlimited number of power stages can be paralleled. Feasibility and operation of the new topology are demonstrated on a dual 3 kW and a quad 10 kW prototype converter. Measured peak efficiency is 98.2% and worst case minimum efficiency is between 96.5% and 96.9%.

LINK
http://orbit.dtu.dk/fedora/objects/orbit:82166/datastreams/file_4650370/content

Laboratório de Microrredes Inteligentes na UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA-BRASIL (uGridLab)

VÍDEO INSTITUCIONAL

Laboratório de Microrredes Inteligentes na UFSC (uGridLab)-UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA ,NOVAS TECNOLOGIAS,NOVOS PARADIGMAS .

LINK DO LABORATORIO
http://ugridlab.paginas.ufsc.br/

Linhas de Transmisão - Apresentação da Obra LT CC 800kV XINGU - ESTREITO (BMTE)-BRASIL

Linha de Transmissão (LT) Corrente Contínua (CC) +800 kV Xing/Estreito e de suas Instalações Associadas. Esta LT, com extensão de 2.086,9 km, interceptará quatro estados – Pará, Tocantins, Goiás e Minas Gerais. A LT terá início na Subestação (SE) Xingu, localizada a aproximadamente 17 km da UHE Belo Monte, no município de Anapu-PA, seguindo até a SE Estreito, localizada no município de Ibiraci-MG. Considerando a extensão e importância do empreendimento e buscando otimizar o planejamento e a execução das obras, a LT (CC) +800 kV Xingu/Estreito foi dividida em 8 trechos, cada um com aproximadamente 260 km. Um grupo de quatro construtoras (EPCistas) será responsável pelos respectivos trechos contratados, possibilitando, dessa forma, um maior controle por parte da equipe da SPE S.A. Um dos Eletrodos será instalado no município de Altinópolis, SP, e será interligado à Estação Conversora (EC) Estreito por meio da Linha de Eletrodo, que interceptará 5 municípios: Ibiraci e Claraval, no Estado de Minas Gerais, e Franca, Patrocínio Paulista e Altinópolis, no Estado de São Paulo. Já o Eletrodo que interligará a EC Xingu será instalado em Anapu, PA, com a Linha de Eletrodo sendo instalada apenas neste município.

 LOCALIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO 
O Mapa de Localização apresenta a localização geográfica do empreendimento, nos Estados de Pará, Tocantins, Goiás, Minas Gerais e São Paulo.

OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS DO EMPREENDIMENTO A Usina Hidrelétrica de Belo Monte, em construção na região de Altamira e Vitória do Xingu, no Pará, na sua configuração final, terá capacidade instalada de 11.233 MW, sendo 11.000 MW na casa de força principal e 233 MW na casa de força secundária. Por se tratar de uma usina hidrelétrica com grande capacidade instalada, com potencial para gerar muita energia, parte da produção durante os meses chuvosos será enviada para os estados das regiões Sudeste e Nordeste, principais consumidores do país. A fim de facilitar e otimizar o escoamento da energia produzida, foram comparadas diversas tecnologias existentes. Por fim, optou-se pelo sistema de Corrente Contínua de ±800 kV para reforço à interligação Norte – Sudeste, além de um sistema em corrente alternada de 500 kV como reforço às interligações Norte - Nordeste – Sudeste. As Instalações Associadas da LT (CC) +800 kV Xingu/Estreito incluem as Estações Conversoras (EC) Xingu e Estreito, dois Eletrodos de Terra, com suas respectivas Linhas de Eletrodo, com extensões de aproximadamente 46 km (Linha de Eletrodo Xingu) e 74 km (Linha de Eletrodo Estreito), para interligação desses eletrodos às ECs, e sete Estações Repetidoras (ERs).

VER RELATORIO COMPLETO  NO SEGUINTE LINK ORIGINAL
http://www.bmte.com.br/wp-content/uploads/2016/06/RIMA.pdf