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Controle e integração de centrais eólicas à rede elétrica com geradores de indução duplamente alimentados. ; Control and integration of wind farms to the power grid using doubly fed induction generators.

Silva, Kleber Freire da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/03/2006 PT
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126.47%
Esta Tese trata do controle e integração de centrais eólicas à rede elétrica interligada, utilizando-se geradores de indução duplamente alimentados (GIDE). O objetivo principal da Tese foi desenvolver estratégias de controle discreto para o sistema de geração eólica, de forma a reduzir os impactos na qualidade da energia gerada, em função dos diversos regimes e transitórios de vento, que podem ocorrer no sítio eólico. Para o projeto do sistema de controle dos geradores foi adotada a técnica do controle vetorial, de forma a desacoplar o controle do fluxo das potências ativa e reativa entre o gerador e a rede elétrica. Visando caracterizar os diversos modos de operação do GIDE, com velocidades acima e abaixo da síncrona, foi desenvolvido um estudo de regime permanente do gerador, obtendo-se os limites de correntes, tensões e demais grandezas elétricas e mecânicas, para uma determinada faixa de velocidade. As principais estratégias de controle atualmente utilizadas pelos fabricantes de turbinas eólicas foram analisadas, destacando-se os aspectos da eficiência energética do conjunto turbina-gerador e da qualidade da energia. O projeto das malhas de controle dos conversores estáticos conectados ao circuito do rotor foi desenvolvido utilizando a técnica de controle discreto...

Contribuição ao estudo de aerogeradores de velocidade e passo variáveis com gerador duplamente alimentado e sistema de controle difuso; Contribution to the study of fuzzy control applied to variable-speed variable-pitch wind generators with double-fed induction generator

Amêndola, Cesar Augusto Moreira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/10/2007 PT
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116.51%
A captação eficaz da energia eólica ocorre por meio de turbinas de três pás com ângulo de passo e velocidade de rotação ajustáveis, sendo o ajuste do ângulo de passo utilizado para limitar a captação de energia na ocorrência de ventos muito fortes e o ajuste da velocidade de rotação utilizado para maximizar a captação da energia cinética dos ventos fracos. Neste regime de operação, o gerador deve converter a energia mecânica de entrada, caracterizada por velocidade de rotação e conjugado variáveis, em energia elétrica de saída nos padrões da rede elétrica a que estão conectados, caracterizada por tensão de valor eficaz e freqüência constantes. No presente trabalho, a conversão eletromecânica de energia é realizada por um gerador de indução duplamente alimentado, excitado pelos enrolamentos rotóricos por meio de um conversor eletrônico. O comportamento estocástico dos ventos e as não linearidades significativas da turbina eólica e do gerador motivaram a utilização de controladores difusos, elaborados de acordo com a seguinte metodologia: a base de regras foi estabelecida a partir dos princípios físicos e da dinâmica desejada para o sistema em malha fechada; as funções de pertinência de entrada foram distribuídas de maneira a garantir uma maior sensibilidade nas regiões próximas ao valor de referência; a distribuição das funções de pertinência de saída proporciona um aumento significativo da intensidade da ação de controle conforme a saída do sistema se afaste do valor de referência; e...

Modelagem e análises de geradores eólicos de velocidade variável conectados em sistemas de energia elétrica.; Modeling and analysis of variable speed wind generators connected on the electrical power systems.

Salles, Maurício Barbosa de Camargo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 02/10/2009 PT
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116.24%
Nesta tese apresenta-se o desenvolvimento de diversos modelos computacionais de turbinas eólicas equipadas com diferentes tipos de geradores elétricos, com ênfase no gerador de indução duplamente alimentado. Tais modelos foram desenvolvidos para investigar o desempenho de diferentes estratégias de controle, bem como diferentes estratégias do uso do sistema de proteção do conversor AC/DC/AC. Desenvolveu-se adicionalmente um método analítico para investigar a estabilidade de geradores de indução duplamente alimentados durante grandes perturbações na rede elétrica. Tal método foi validado por meio de comparações entre os resultados da aplicação das fórmulas propostas e de simulações, utilizando uma simplificação dos modelos dinâmicos desenvolvidos. Considerando os modelos dinâmicos, os resultados obtidos por simulações mostram que as escolhas adequadas da estratégia de controle e do sistema de proteção permitem maior injeção de potência reativa durante curto-circuitos na rede elétrica. O método analítico proposto apresentou resultados suficientemente precisos para análise da estabilidade frente a grandes perturbações, reduzindo o esforço necessário para realização de simulações dinâmicas sem a necessidade de compra de licenças de programas específicos.; The development of computational models of wind turbines equipped with different electrical machines is presented in this thesis...

Estratégias para identificação de faltas externas e controle do gerador de indução duplamente alimentado; Strategies for fault intentification and control of the doubly fed induction generator

Santana, Marcelo Patrício de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 31/07/2012 PT
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186.57%
O presente trabalho desenvolve uma topologia de controle para o gerador de indução duplamente alimentado (GIDA) em condições normais e em condições de falta monofásica. O sistema de controle é dividido em três partes principais: sistema de identificação de faltas, controle em condições normais e controle em condições de falta monofásica. A primeira parte, o sistema de identificação (SI) de faltas, é responsável pela seleção da topologia de controle da máquina. O SI é composto por uma combinação entre redes neurais artificiais (RNA) e a Fast Fourier Transform (FFT). As RNA são responsáveis pela identificação do estado atual da rede, se possui falta ou não. Os dados de entrada das RNA são as correntes de linha do estator que passam por um pré-processamento por meio da FFT. Alguns conteúdos harmônicos de saída da FFT irrelevantes no processo de identificação são eliminados por um método similar ao Principal Components Analysis (PCA). A segunda parte do trabalho é o controle em condições normais, sendo ativado quando o SI aponta a ausência de faltas. A topologia de controle vetorial é utilizada nesta condição para manter a tensão e frequência constante com a velocidade mecânica do eixo variável. A última parte do trabalho é o controle em condições adversas...

Análise de estabilidade de sistemas de potência em presença de altos níveis de penetração de energia eólica; Analysis of power system stability in presence of high levels of wind power penetration

Cortes, David Joel Figueroa
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/06/2014 PT
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136.73%
Atualmente, a energia eólica é uma das fontes renováveis mais reconhecidas, e sua penetração em sistemas elétricos de potência está se incrementando consideravelmente. Por consequência, a participação de turbinas eólicas em sistemas elétricos de potência tem se incrementado e pode influenciar o comportamento geral do sistema de potência. Portanto, é importante estudar o desempenho de turbinas eólicas em sistemas elétricos e sua interação com outros equipamentos de geração e cargas. O principal objetivo nesta dissertação é determinar o desempenho dinâmico de diferentes tecnologias ligadas nos sistemas elétricos considerando diferentes níveis de penetração e diferentes perturbações elétricas mediante simulações realizadas usando um toolbox de Matlab/Simulink, SimPowerSystems. As tecnologias avaliadas são (a) o gerador de indução duplamente alimentado com fator de potência unitário, (b) o gerador de indução duplamente alimentado com controle de tensão, (c) o gerador de indução de gaiola de esquilo com compensação baseada em condensadores, e (d) gerador de indução de gaiola de esquilo sem equipamentos auxiliares. Os fatores técnicos analisados são perfil de tensão em estado estacionário...

Controle do fluxo de potencia do gerador de indução duplamente alimentado funcionando na velocidade subsincrona; Power flux control of doubly fed induction generator operating at sub-synchronous speeds

Rogerio Vani Jacomini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 08/08/2008 PT
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Esta tese trata da implementação do controle do fluxo de potência de um gerador de indução duplamente alimentado conectado ao barramento infinito. A orientação de fluxo do estator é utilizada, pois permite o controle, de forma independente, das potências ativa e reativa do estator, por meio das componentes de eixo direto e em quadratura da corrente de rotor. Na verdade, se for considerada a resistência de estator, o modelo apresentará um pequeno acoplamento. A estratégia de controle do GIDA foi implementada no DSP TMS320F2812. São apresentados resultados de simulação e experimentais para o gerador de 2,25kW, 220 V, 60 Hz. O gerador foi acionado por um motor de indução acoplado diretamente ao seu eixo. Operando com velocidades subsíncronas e com cargas indutiva, capacitiva e resistiva, resultados de simulação computacional e experimental relevantes são apresentados para validar a proposta; This thesis presents the results about an impIementation of an active and reactive power controI of a doubIy fed induction generator. The stator flux orientation allows the independent contraI of active and reactive power of stator connected to infinity bus. ln fact, if the resistance of stator is not negIected, the stator flux orientation will be coupIed. The controI technique was implemented by using of DSP TMS320F2812...

Controle sensorless do gerador de indução duplamente alimentado operando com afundamentos de tensão; Sensorless control of doubly fed induction generator operating with voltage sags

Rogério Vani Jacomini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/10/2012 PT
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O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital.; The abstract is available with the full electronic document.

Implementação de um controle vetorial aplicado em um gerador de indução duplamente alimentado

Weingartner, Cristiano Blum
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xi, 83 f.| il., grafs., tabs.
POR
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica; Esta dissertação apresenta a implementação de controle vetorial de gerador de indução duplamente alimentado com escovas aplicado em sistemas eólicos em velocidade variável. É realizada uma análise da modelagem do gerador nos eixos de referência ortogonais dq e são apresentadas as etapas integrantes do controle vetorial. A estratégia de controle do gerador é implementada num sistema microcontrolado baseado no microcontrolador SH 7047 da Renesas. São apresentados aspectos práticos da implementação e resultados experimentais para um sistema eólico baseado no gerador de indução duplamente alimentado com escovas de 3 kW, 380 V, 60 Hz.

Implementação de controle vetorial em gerador assíncrono

Bazzo, Thiago de Paula Machado
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xv, 174 f.| il., grafs., tabs.
POR
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86.18%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.; Esta Dissertação aborda a implementação do Controle Vetorial de um Gerador de Indução Duplamente Alimentado (DFIG) com aplicação em Sistemas Eólicos de operação em Velocidade Variável. Cada etapa do processo de transferir a estratégia de controle, desenvolvida em simulação, para o microcontrolador é discutida, destacando-se sua importância como parte do projeto, eventuais problemas e as soluções encontradas. A partir do modelo da máquina de indução com as variáveis referenciadas aos eixos d e q, é mostrado que o a técnica de Controle por Orientação de Campo (FOC - Field Oriented Control) possibilita o controle independente das potências reativa e ativa. Um protótipo foi montado com um DFIG 3 kW, 380 V, 60 Hz, De onde foram extraídos resultados experimentais como resposta do sistema às variações de referências de velocidade, corrente e torque. São abordadas a conexão e desconexão do estator da máquina com a rede elétrica, com resultados experimentais comprovando a eficácia do método de sincronismo implementado para proporcionar uma conexão suave, sem causar transitórios na rede e no sistema. Os modos de operação de uma Turbina Eólica são apresentados...

Controlo de geradores de indução duplamente alimentados em turbinas eólicas

Ferreira, Jorge Filipe da Silva Barros
Fonte: FCT - UNL Publicador: FCT - UNL
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2009 POR
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86.2%
Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores; A instalação em larga escala de turbinas eólicas equipadas com um gerador de indução duplamente alimentado (GIDA) tem vindo a promover a realização de vários estudos relacionados com potenciais soluções para a sua integração na rede eléctrica. Nesta tese apresenta-se uma técnica de controlo que permite regular as potências activa e reactiva do GIDA de forma estável e independente. A sua viabilidade é suportada não só por um estudo teórico prévio mas também pelos resultados da simulação de modelos desenvolvidos usando o software Matlab/Simulink®. Apesar de este sistema funcionar a velocidade variável (ainda que dentro de certos limites), continua a existir a necessidade de limitar a potência fornecida pela turbina eólica quando a velocidade do vento assume valores superiores ao nominal. Assim, faz-se também uma breve análise de alguns métodos de regulação de potência activos e passivos.

Controlo directo de potência aplicado a geradores de indução duplamente alimentados

Alves, Fábio José Marques
Fonte: Faculdade de Ciências e Tecnologia Publicador: Faculdade de Ciências e Tecnologia
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2012 POR
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Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores; A necessidade de fazer um melhor aproveitamento de energia eólica tem provocado rápidos avanços ao nível do desenvolvimento de turbinas eólicas, nomeadamente de turbinas com velocidade variável que permitem melhor extracção de energia do vento. Este desenvolvimento tem sido expandido às máquinas que fazem a conversão de energia mecânica em eléctrica (geradores). Nesse sentido destaca-se o uso de geradores de indução duplamente alimentados (GIDA) como uma das soluções mais comuns actualmente. O objectivo principal deste trabalho é desenvolver um sistema de controlo de um GIDA. Este tipo de geradores é tipicamente utilizado em turbinas eólicas e, portanto, pretende-se que o controlo cumpra as seguintes especificações: apresentar um bom desempenho e extrair a máxima potência do vento que incide nas pás da turbina, com o mínimo de perdas. A optimização do controlo do gerador beneficia o desempenho global da instalação eólica. O sistema desenvolvido permite simular o comportamento de uma máquina de indução, e toda a electrónica de potência necessária. O gerador é controlado através de uma técnica chamada controlo directo de potência (CDP). Este esquema de controlo é cada vez mais utilizado neste tipo de geradores...

Sistema de detecção e diagnóstico de falhas em geradores de indução duplamente alimentados

Valente, Bruno Miguel Gonçalves
Fonte: Faculdade de Ciências e Tecnologia Publicador: Faculdade de Ciências e Tecnologia
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2014 POR
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146.55%
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores; O uso de fontes de energia renovável na produção de energia eléctrica tem vindo registar um crescimento, como consequência das políticas ambientais que durante as últimas décadas têm promovido o uso de energias limpas. Entre as diversas fontes de energia renovável, a energia eólica ocupa um lugar de destaque com um crescimento de 28% nos últimos 15 anos. Com a implementação da energia eólica na rede eléctrica, o gerador de indução duplamente alimentado (GIDA) tem sido bastante utilizado devido à sua robustez. Contudo, e tendo em conta as características dos sistemas de energia eólica, estes estão susceptíveis a elementos naturais, tais como ventos fortes e chuvas, que podem provocar falhas no gerador de indução e afectar a performance do sistema. Manter em funcionamento o GIDA durante a ocorrência de uma falha é indesejável e pode ter consequências graves para o próprio equipamento. Desta forma, é importante que os sistemas de energia eólica disponham de sistemas de detecção e diagnóstico de falhas. Com estes sistemas é possível detectar a presença de falhas no seu estado inicial e assim evitar a degradação dos equipamentos e da rede. Em suma...

Projeto de controladores de amortecimento para unidades eólicas de geração baseadas em gerador de indução duplamente alimentado

Zamadei, José Alexandre
Fonte: Pato Branco Publicador: Pato Branco
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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126.62%
The strong expansion of wind generation is a global trend that changes the structure, planning operation and dynamics of power systems. Thus, it’s important that the units of wind generation take responsibility for the reliability and stability of power system. A good transient performance and good degree of stability for the power system depend of technical studies and of the use of appropriate strategy controls. In this context, this study proposes the inclusion of a additional control loop on generating wind turbines based on doubly fed induction generator. The purpose of the proposed additional control loop is to improve the stability margin to small perturbations of wind turbines and power system. Damping controllers for the proposes additional control loop are designed to damp the oscillations caused by the wind turbines and conventional generating units based on synchronous generator. An analysis to determinate the best control input for the inclusion of the control loop further wind power generation unit is performed using waste transfer function. The analyses and tests are performed using two different test systems: system comprising a single wind unit connected to a infinite bus and a system comprising a wind unit and a wind power generation based on the conventional synchronous generator connected to an infinite bus. Two different methods are adopted for the project / synthesis of the controller of the additional control loop. A project methodology is based on classical control theory and the other is based on modern-robust control theory. The obtained results show that the inclusion of additional control loop was efficient in improving the stability margin of small perturbations of the power system. These results also demonstrate that wind turbines based in doubly fed induction generator can contribute to improving the stability margin of the power system.; A forte expansão da geração eólica é uma tendência mundial que altera a estrutura...

Controlador adaptativo por posicionamento de pólos e estrutura variável aplicado ao controle de geradores eólicos baseados em máquina de indução duplamente alimentada

Honda, Daniel Wanderley
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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146.42%
In the last decade, the renewable energy sources have present a major propulsion in the world due to several factors: political, environmental, financial and others. Within this context, we have in particular the energy obtained through wind, wind energy - that has highlighted with rapid growth in recent years, including in Brazil, mostly in the Northeast, due to it s benefit-cost between the clean energies. In this context, we propose to compare the variable structure adaptive pole placement control (VS-APPC) with a traditional control technique proportional integral controller (PI), applied to set the control of machine side in a conversion system using a wind generator based on Double-Fed Induction Generator (DFIG). Robustness and performance tests were carried out to the uncertainties of the internal parameters of the machine and variations of speed reference.; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico; As fontes de energia renováveis têm, na última década, ganho uma grande propulsão em todo o mundo devido aos mais diversos fatores: políticos, ambientais, financeiros, entre outros. Dentro deste universo, temos, em especial, a energia obtida através do vento, energia eólica - que tem se destacado com um crescimento vertiginoso nos últimos anos...

Aplicação do perceptron de múltiplas camadas no controle direto de potência do gerador de indução duplamente alimentado; Application of the multilayer perceptron on the direct power control of the DFIG

Rodrigo Andreoli de Marchi
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 31/03/2011 PT
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116.43%
Neste trabalho é apresentada a estratégia de Controle Direto de Potência para o Gerador de Indução Duplamente Alimentado utilizando um controlador Perceptron de Múltiplas Camadas. O controlador tem a função de gerar os sinais das componentes de eixo direto e quadratura da tensão do rotor, sem a necessidade de controladores de corrente. A estratégia de controle apresentada permite operar o conversor de potência, conectado aos terminais do rotor, com frequência de chaveamento constante. A rede neural foi treinada off-line, a partir de um algoritmo de otimização de segunda ordem baseado no gradiente conjugado estendido, utilizando um conjunto de amostras obtido por meio da simulação digital de uma máquina de rotor bobinado de potência igual a 2 MW. Resultados de simulação digital com os dados dessa máquina, operando no modo gerador e com dupla alimentação, são apresentados para vários valores de potência ativa e reativa, e para velocidades fixas e variáveis, compreendidas na faixa de -15% a +15% da velocidade síncrona. Com o controlador implementado por uma rede neural artificial e treinada para uma máquina de 2 MW, testes de simulação digital e experimentais para uma máquina de 2,2 kW, operando na velocidade subsíncrona...

Sistemas geradores em aproveitamentos eólicos

Melo, Pedro Miguel Azevedo de Sousa
Fonte: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto. Área de Máquinas e Instalações Eléctricas. Departamento de Engenharia Electrotécnica Publicador: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto. Área de Máquinas e Instalações Eléctricas. Departamento de Engenharia Electrotécnica
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2008 POR
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76.18%
No presente artigo pretende‐se focar as características mais relevantes dos principais sistemas de conversão de energia eólica, fundamentalmente, no que se refere aos geradores e conversores estáticos de potência. Começa‐se por referir os princípios de base associados à conversão eólica. Em seguida, faz‐se uma abordagem aos sistemas de velocidade constante (baseados no gerador de indução com rotor em gaiola) e velocidade variável (gerador de indução duplamente alimentado e sistemas sem caixa de velocidades, baseados em geradores síncronos com enrolamento de excitação e de imanes permanentes). Referem‐se as principais vantagens e inconvenientes dos diferentes sistemas e, no final, uma breve abordagem acerca das tendências futuras.

Controlo e supervisão em sistemas de conversão de energia eólica

Viveiros, Carla Solange Pires Correia
Fonte: Universidade de Évora Publicador: Universidade de Évora
Tipo: Tese de Doutorado
POR
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A tese inclui o estudo e a análise do desempenho de um sistema de conversão de energia eólica onshore. Numa primeira fase são estudados os modelos matemáticos de uma turbina eólica de velocidade variável com controlo de potência por ajuste do ângulo do passo da pá. Seguidamente, são estudados diferentes tipos de controladores tais como controladores de ordem inteira, controladores de ordem fracionária, controladores de lógica difusa, controladores adaptativos e controladores preditivos e é efetuado o estudo de um supervisor baseado em máquinas de estados finitos. Os controladores estão incluídos numa estrutura hierárquica com dois níveis, situados no nível inferior, e têm como função controlar a potência elétrica de saída tendo como referência a potência nominal. No nível superior está incluído o supervisor, baseado em máquinas de estados finitos que tem como função determinar os estados operacionais de acordo com a velocidade de vento. Os modelos matemáticos estudados são integrados nas simulações computacionais para o sistema de conversão de energia eólica e os resultados numéricos obtidos permitem concluir sobre o desempenho do sistema ligado à rede elétrica. O sistema de conversão de energia eólica é constituído por uma turbina eólica de velocidade variável...