Inversor de potência trifásico e bidirecional para sistemas de armazenamento de energia a baterias

• Autor(a) principal: Oliveira, Nuno Guilherme Costa
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/26161
• topic: Three-phase bidirectional inverter; PWM modulation techniques; Park and Clarke transforms; Synchronization with the grid; PI controllers; Voltage source converter; Inversor trifásico bidirecional; Técnicas de modulação PWM; Transformadas de Park and Clarke; Sincronismo com a rede; Controladores PI; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia

Este trabalho aborda os princípios gerais para o desenvolvimento de um inversor trifásico e bidirecional para sistemas com armazenamento de energia recorrendo a baterias. Destaca-se a importância dos conversores Voltage Source Converter (VSC) em infraestruturas elétricas modernas, assim como, na integração de fontes de energia renováveis ou na sua utilização na mobilidade elétrica. No decorrer deste estudo explora-se o princípio de funcionamento do conversor, o uso das transformadas de Park e Clarke de forma a simplificar o controlo dos VSCs. Analisa-se igualmente técnicas de modulação, em especial, a Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) e a Space Vector Modulation (SVM), comparando os seus princípios de funcionamento e a sua eficácia em diferentes cenários. Outro foco do estudo em questão é a sincronização do conversor com a rede elétrica, visto que este processo é fundamental para assegurar a coerência dos parâmetros elétricos do sistema de controlo com os da rede, utilizando-se o Phase-Locked Loops (PLLs) para garantir a estabilidade e resposta dinâmica dos VSCs. São efetuadas diversas simulações para comprovação dos diferentes métodos necessários ao correto funcionamento do conversor. A implementação prática é validada com a construção de um protótipo laboratorial, incluindo testes funcionais e análise de desempenho. Conclui-se este estudo destacando a eficácia do sistema desenvolvido e sugerindo novos desafios para futuras pesquisas. O principal objetivo deste trabalho é demonstrar a viabilidade de um sistema eficiente e robusto para a gestão bidirecional de energia entre a rede elétrica e unidades de armazenamento a baterias, assim como a possibilidade de efetuar o controlo da potência reativa, contribuindo para o avanço das tecnologias existentes para conversão de energia elétrica.