Conversor multifuncional recongurável e tolerantes a falhas para microrredes de energia elétrica

• Autor(a) principal: Hélio Marcos André Antunes
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B6GE5W
• topic: Geração distribuída; Conversor multifuncional; Conversor formador de rede; Compensador série; Microrredes; Hardware-in-the-loop; Engenharia elétrica; Redes elétricas; Energia elétrica Falhas

Nas microrredes c.a. é de interesse denir uma nova topologia de conversor que agregue em uma única estrutura os três conversores básicos, denidos como supridor de rede, formador deredeesuporteàrede.Umconversorquepodeseradaptadoparaobteressaconguração multifuncional é o dispositivo dinâmico de proteção série. Esse conversor é conectado em série com a rede elétrica sem isolamento galvânico, o que garante uma compensação dos fenômenos que degradam a qualidade da energia elétrica ligados à forma de onda da tensão. Nessa tese é proposto um conversor multifuncional fundamentado no dispositivo dinâmico de proteção série e aplicado em uma microrrede c.a com arquitetura de controle centralizada, que pode ser monofásica ou trifásica a três e quatro-os. Além de desenvolver as funções típicas dos conversores das microrredes, o conversor multifuncional pode mudar a sua topologia de conexão com a rede de série para paralelo e vice-versa, dependendo das condições da rede principal e microrrede. O algoritmo de controle desenvolvido permite uma mudança do modo de operação em tempo real, podendo o conversor multifuncional operar como uma fonte de tensão ou corrente controlada. Também é possível realizar uma transição suave entre os modos de operação da microrrede. Essa exibilidade de operação permite o conversor operar como: (i) formador de rede produzindo uma referência de tensão e gerenciando o blackstart; (ii) supridor de rede com injeção de potência ativa na microrrede; e (iii) suporte à rede provendo serviços ancilares como regulação de tensão, compensador de sag e swell, função de ltro ativo série ou paralelo com compensação de reativos, desbalanço e harmônicos. O controle do conversor multifuncional é desenvolvido em um processador de sinais da Texas Instruments TMS320F28335 e validado com simulação hardware-in-the-loop, por meio da plataforma Typhoon HIL 600. Já operando em uma microrrede c.a. ilhada como formador de rede, o conversor multifuncional possui uma característicadetolerânciaafalhas. Nessa condição, são usados três inversores monofásicos conectados em delta, formando um conversor trifásico a três os. Com a conexão de um transformador zig-zag na saída do conversor, é possível obter um sistema trifásico a quatro os. Além de criar uma referência de tensão e frequência, o conversor pode mudar sua conguração de delta para delta-aberto e vice-versa, sem interrupção no suprimento da microrrede na condição de falha em um dos inversores monofásicos. São apresentados resultados experimentais que validam a operação do conversor tolerante a falhas.