Interligação de microrredes híbridas com um conversor multinível

• Autor(a) principal: Pita, Duarte da Silva
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.13/3979
• topic: Microrredes híbridas; Conversor multinível NPC; Controlo por modo de deslizamento; Modulação por largura de impulso; Controlador proporcional-integral; Hybrid microgrids; NPC multilevel converter; Sliding mode controller; Pulse width modulation; Proportional-integral controller; Engenharia Eletrotécnica - Telecomunicações; .; Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

Nos tempos atuais a eficiência energética e a coordenação inteligente dos recursos da rede são tópicos de maior importância. As microrredes híbridas apresentam-se como uma solução interessante para a integração coordenada de fontes de geração e cargas DC ou AC nos barramentos DC ou AC respetivamente. Isto permite eliminar algumas etapas de conversão que tradicionalmente existem nas redes AC, aumentando assim a eficiência energética. Neste trabalho utilizou-se um conversor multinível para interligar uma microrrede AC a uma microrrede DC. O conversor de interligação é capaz de realizar o controlo das correntes AC, da tensão DC ou da tensão AC, dependendo dos cenários de funcionamento da microrrede híbrida. As correntes AC do conversor foram controladas através das técnicas de controlo por modo de deslizamento (MD) e modulação por largura de impulsos (PWM), partindo dos modelos das variáveis de estado do conversor. As tensões das microrredes AC e DC foram controladas utilizando malhas externas com controladores PI (Proporcional-Integral). O conversor de interligação foi simulado na plataforma MATLAB/Simulink nos três cenários de funcionamento. Os resultados de simulação foram posteriormente confirmados em laboratório através de um protótipo de baixa potência. Os resultados obtidos demonstraram uma resposta dinâmica rápida das correntes AC em ambos os métodos de controlo, com a técnica PWM a apresentar harmónicas mais reduzidas. O controlo de tensão da microrrede DC foi bem efetuado e permitiu reagir adequadamente a mudanças de referência e ao aumento do consumo da microrrede DC. No caso em que existe geração local o conversor foi capaz de realizar o equilíbrio entre a potência produzida e a potência consumida, transferindo o excesso de potência para a microrrede AC. O controlo de tensão da microrrede AC, permitiu regular de forma adequada as tensões trifásicas e reagir a mudanças de referência e variações do consumo.