Estudo e implementação de um conversor bidirecional c.c.-c.a. monofásico de dois estágios como interface entre uma nanorrede e a rede elétrica

• Autor(a) principal: Aecio da Silva Bolzon
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9UPM25
• topic: PLL; Equalização da tensão no barramento cc; Conversor NPC; Ilhamento; Conversor bidirecional cc-ca; Nanorrede; Engenharia elétrica; Conversores de corrente eletrica

O aumento da demanda de energia elétrica e a necessidade de diversificar a matriz elétrica nacional trazem desafios e oportunidades para novas tecnologias nos processos de geração, transmissão e distribuição de energia. Dessa forma, as redes inteligentes de energia ou Smart Grids introduzem novos conceitos para o sistema elétrico, como as microrredes e as nanorredes. A nanorrede do tipo c.c. apresenta inúmeras vantagens em relação a uma nanorrede c.a.. A interface da nanorrede com a rede elétrica é realizada via um conversor de potência bidirecional o qual pode operar com qualquer fator de potência do lado c.a., e também pode responder a solicitações de demanda para comercialização de potência ativa. No presente trabalho de dissertação é realizado o estudo, o projeto e a montagem de um conversor bidirecional c.c.-c.a. monofásico de dois estágios, o qual atua como interface entre o barramento c.c. de uma nanorrede e a rede elétrica. Um estudo introdutório sobre nanorredes é apresentado. Diferentes topologias de conversores bidirecionais c.c.-c.a. sem transformadores são discutidas, sendo proposto a utilização da topologia NPC (Neutral Point Clamped) para o primeiro estágio do conversor e da topologia retificador síncrono para o segundo estágio do conversor. São estudados os quatro blocos funcionais do conversor com o objetivo de otimizar a densidade de potência. É apresentada uma estratégia de controle a qual possibilita o conversor injetar na rede elétrica uma corrente com forma de onda senoidal, com baixa distorção harmônica e fator de potência quase unitário. Com essa estratégia de controle, o conversor também é capaz de regular a tensão no barramento c.c. da nanorrede, admitindose uma pequena ondulação. Um método para detecção de ilhamento é apresentado, o qual é baseado na instabilidade de um PLL (Phase Locked Loop) aprimorado.