Conversor multifuncional conectado à rede elétrica para compensação de oscilações de potência instantânea
Data
2019-11-07
Autores
Olímpio Filho, José de Arimatéia
Título da Revista
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Esta dissertação de mestrado propõe o desenvolvimento e a implementação de uma estratégia de compensação para conversores eletrônicos de potência (CEP) multifuncionais conectados à rede elétrica. A geração dos sinais de referência de corrente para o conversor multifuncional é obtida através das grandezas conservativas da CPT, do inglês Conservative Power Theory. O CEP proposto neste trabalho desempenha o papel de um conversor interface de rede no modo conectado, tendo como finalidade a mitigação de oscilações de potência instantânea bem como injeção de potência ativa na rede elétrica, caracterizando assim o seu aspecto multifuncional. São realizados estudos teóricos e simulações computacionais com o intuito de validar a estratégia proposta. Para tanto, foram identificadas as parcelas indesejadas de corrente que permitam a compensação das componentes oscilatórias da potência instantânea e da energia reativa instantânea da CPT. O CEP é controlado em modo corrente, através da estratégia de modulação PWM com duas malhas de controle. A estratégia de compensação e o sistema de controle serão avaliados e testados via simulação para diferentes configurações de cargas, incluindo uma carga não-linear desbalanceada operando em condições onde as distorções e desequilíbrios de tensão sejam consideráveis. Por fim, resultados experimentais obtidos com um protótipo em escala laboratorial são utilizados para validar a estratégia de compensação proposta
This master’s thesis proposes the development and implementation of a compensation strategy for the three-phase multifunctional grid-tied inverter. The reference signal generation method for grid-tied is based on the Conservative Power Theory (CPT). In this work, the multifunctional inverter plays the role of the Utility Interface (UI) which perform several functions: in grid-connected operation, it injects active power into the grid and compensates the instantaneous power oscillation and the instantaneous reactive energy oscillation. The goal is to execute theoretical studies and computational simulations to validate the proposed strategy. For this purpose, firstly are identifies the unwanted currents which allow the compensation of the oscillatory terms of instantaneous power and reactive energy. The inverter is controlled in current mode through PWM modulation strategy with two control loops. In addition, the proposed compensation strategy and control system is evaluated and tested for different load configurations, such as linear and nonlinear loads (balanced and unbalanced) operating under different voltage conditions (distorted and unbalanced). Finally, experimental results are presented to validate the effectiveness and performance of the proposed compensation strategy.
This master’s thesis proposes the development and implementation of a compensation strategy for the three-phase multifunctional grid-tied inverter. The reference signal generation method for grid-tied is based on the Conservative Power Theory (CPT). In this work, the multifunctional inverter plays the role of the Utility Interface (UI) which perform several functions: in grid-connected operation, it injects active power into the grid and compensates the instantaneous power oscillation and the instantaneous reactive energy oscillation. The goal is to execute theoretical studies and computational simulations to validate the proposed strategy. For this purpose, firstly are identifies the unwanted currents which allow the compensation of the oscillatory terms of instantaneous power and reactive energy. The inverter is controlled in current mode through PWM modulation strategy with two control loops. In addition, the proposed compensation strategy and control system is evaluated and tested for different load configurations, such as linear and nonlinear loads (balanced and unbalanced) operating under different voltage conditions (distorted and unbalanced). Finally, experimental results are presented to validate the effectiveness and performance of the proposed compensation strategy.
Descrição
Palavras-chave
Conversores multifuncionais, Teoria de potência conservativa, Interface eletrônica de potência, Qualidade de energia elétrica, Multifunctional grid- tied Inverter, Conservative power theory, Power electronic interface, Power quality