Conservative Power Theory for Harmonic Voltage Responsibility Assignment

Authors

Keywords:

Conservative power theory, harmonic distortion, power quality, sharing of responsibility

Abstract

Discussions on the different methods for sharing responsibilities regarding harmonic distortions in power grids have received wide attention in the area of power quality. This paper proposes a methodology based on Conservative Power Theory (CPT) for responsibility assignment due to the harmonic voltage distortions present at the point of common coupling. First, a theoretical basis for analyzing the orthogonal current decomposition of CPT under non-sinusoidal conditions is presented. Next, using the frequency domain, a methodology is introduced to separate the contributions of the harmonic voltage distortions in the CPT's orthogonal currents. To illustrate the application of the proposed methodology, it is simulated a real large-scale electrical system composed of an energy utility and three industrial plants connected to the same common coupling point. Finally, the results obtained are compared to other method showing the effectiveness of the proposed approach.

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Author Biographies

Matheus Branco Arcadepani, Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) em 2018. Mestrado em Engenharia Elétrica pela UNESP em 2021. Atualmente é aluno de doutorado em Engenharia Elétrica pela UNESP. Áreas de pesquisa e interesse: Qualidade da Energia Elétrica, Teorias de Potência e Eletrônica de Potência.

Diego Tardivo Rodrigues, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Instituto de Ciência e Tecnologia

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Mato Grosso do Sul (UFMS) em 2010. Obteve o título de mestre em Engenharia Elétrica pela UNICAMP em 2012. Atualmente é professor do Instituto Federal de São Paulo-campus Birigui e aluno de doutorado em Engenharia Elétrica pela UNESP. Áreas de interesse: Qualidade de Energia Elétrica, Eletrônica de Potência e Fontes Alternativas de Energia.

Alexandre Candido Moreira, Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ)

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Goiás em 2003, obteve os títulos de mestre e doutor em Engenharia Elétrica pela UNICAMP em 2006 e 2017, respectivamente. Atualmente é professor na Universidade Federal de São Joao del Rei (UFSJ). Áreas de interesse: Qualidade de Energia Elétrica, Redes Elétricas Inteligentes, Teorias de Potência, Máquinas Elétricas e Eletrônica de Potência.

Jakson Paulo Bonaldo, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Mato Grosso (UFMT)

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Mato Grosso (2008). Mestrado (2010) e doutorado (2015) em Eletrônica de Potência pela UNICAMP. De 2010 a 2011 trabalhou como Engenheiro de Tecnologia na Padtec Optical Components and Systems em Campinas SP. De 2013 a 2018 atuou como professor na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Desde 2018 é professor no Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT).

Hildo Guillardi Júnior, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Possui graduação e mestrado em Engenharia Elétrica pela UNESP em 2011 e 2013, respectivamente. Obteve o título de doutor em Engenharia Elétrica pela UNICAMP em 2019. Atualmente realiza Pós-Doutorado no grupo conjunto UNESP+UNICAMP. Áreas de interesse: Eletrônica de Potência, Acionamentos, Medidas Elétricas e Qualidade de Energia Elétrica.

Helmo Kelis Morales Paredes, Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui graduação pela Universidad Nacional de San Agustin, Arequipa, Peru (2002), tem mestrado e doutorado pela UNICAMP (2006 e 2011), todos em Engenharia Elétrica. Em 2009 foi pesquisador visitante na Universidade de Padova, Itália. Em 2014 foi professor visitante na Universidade de Nottingham, Inglaterra. Em 2018 foi professor visitante na Colorado School of Mines, Estados Unidos. Desde 2011, é professor da UNESP no Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, e atualmente é Professor Associado e líder do Grupo de Automação e Sistemas Integráveis (GASI). Suas principais áreas de pesquisa incluem: Teorias de Potência, Qualidade da Energia Elétrica, controle local e/ou cooperativo de conversores eletrônicos de potência, bem como aspectos de propagação harmônica, tarifação e atribuição de responsabilidades em ambientes de redes e microrredes inteligentes. Atualmente é Editor Associado do IEEE Latin America Transactions. Em 2012, Dr. Morales-Paredes recebeu o Prize Paper Award in the IEEE Transaction on Power Electronics.

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H. K. Morales-Paredes, “Conservative Power Theory: A new approach to cooperative control of power conditioners and considerations regarding to responsibility assignment”, PhD thesis , FEEC. UNICAMP, SP, 2011.

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Published

2021-10-08

How to Cite

Branco Arcadepani, M., Tardivo Rodrigues, D., Candido Moreira, A., Bonaldo, J. P., Guillardi Júnior, H., & Morales Paredes, H. K. (2021). Conservative Power Theory for Harmonic Voltage Responsibility Assignment. IEEE Latin America Transactions, 20(3), 443–450. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/5787

Issue

Vol. 20 No. 3 (2022): Ordinary Issue

Section

Articles