Estratégias de controle para integração de sistema de armazenamento baseado em baterias com inversores Quasi Fonte-Y em sistemas agrovoltaicos

Abstract

Este trabalho investiga o emprego de estratégias de controle para a integração de um sistema de armazenamento de energia baseado em baterias a um inversor trifásico do tipo Quasi Fonte-Y conectado à rede elétrica. A topologia é analisada por permitir a conversão buck-boost em um único estágio, com elevado ganho de tensão e menor estresse nos componentes quando comparada a inversores convencionais. São apresentados os fundamentos das transformadas de Clarke e Park, empregadas na modelagem e no controle do sistema, bem como o projeto da rede de impedância e do filtro de saída LCL. A estratégia de controle utiliza modulação SPWM modificada para geração de duty cycle de shoot-through, denominada simple boost control, modelos simplificados em valores médios sem contabilizar a dinâmica das baterias, malha interna de controle de corrente no referencial síncrono e malha externa de controle da tensão do barramento CC. Resultados de simulação demonstram bom desempenho dinâmico e adequada qualidade de energia na injeção de corrente na rede.

This work investigates the implementation of control strategies for the integration of a battery- based energy storage system with a three-phase Quasi Fonte-Y type inverter connected to the electrical grid. The topology is analyzed to allow buck-boost conversion in a single stage, with high voltage gain and lower stress on the components when compared to conventional inverters. The fundamentals of the Clarke and Park transforms are presented, used in the modeling and non-control of the system, as well as the impedance network design and the LCL output filter. The control strategy uses modified SPWM modulation to generate the duty cycle of shoot-through, called simple boost control, simplified models in average values without accounting for battery dynamics, an inner current control loop in the synchronous reference frame, and an outer DC-link voltage control loop. Simulation results demonstrate dynamic performance and adequate energy quality in power injection into the network.