Estudo de transformadores de estado sólido para conexão de sistemas de geração distribuída à rede de distribuição de energia elétrica

• Autor(a) principal: Tiago Luiz Dias
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9C4H3X
• topic: Energia Elétrica; Engenharia elétrica; Conversores de corrente eletrica; Transformadores eletricos

Esta dissertação de mestrado apresenta o estudo e simulação de um transformador de estado sólido (SST - do inglês Solid State Transformer) utilizado com a finalidade de promover o paralelismo de fontes distribuídas de energia com a rede de energia elétrica. Dentre astecnologias de geração distribuída disponíveis atualmente optou-se por adotar a energia fotovoltaica, visando o desenvolvimento futuro de um protótipo para estudos em laboratório. Uma revisão bibliográfica é realizada destacando as principais características e vantagens técnicas que um SST apresenta em relação aos transformadores de potência tradicionais, principalmente no que concerne à qualidade da energia à sua saída. Por ser um componente ativo baseado em eletrônica de potência, funcionalidades de compensação de distúrbios da rede podem ser agregadas ao SST, tornando-o um equipamento tecnicamente superior aos transformadores comuns. A tecnologia de chaves semicondutoras à carbeto de silício é também introduzida a título de comparação com os tradicionais dispositivos semicondutores à base de silício. Tal técnica vem se apresentando como uma alternativa viável para aplicações de conversores estáticos de potência em tensões elevadas. Um estudo dos principais aspectos teóricos das estratégias de controle utilizadas para realizar o paralelismo do SST com a rede é apresentado. As estruturas de controle responsáveis pela regulação da tensão no barramento c.c. e pelo controle da injeção de correntes equilibradas na rede são simuladas e analisadas. Devido à presença de desequilíbrios nas tensões da rede e predominância dos harmônicos de 5ª e 7ª ordens no sistema trifásico, são estudadas e simuladas estruturas de controle capazes de realizar a compensação seletiva desses harmônicos de sequência positiva e negativa presentes nas correntes injetadas. Desse modo, se obtêm a injeção de um reduzido conteúdo harmônico na rede, em concordância com as normas existentes para tecnologias de recursos distribuídos. Para tal fim, a técnica de transformação das grandezas elétricas do sistema de referência fasorial original (abc) para sistemas referenciais síncronos múltiplos é estudada e aplicada.