Técnicas de modelagem de pequenos sinais para microrredes CA ilhadas considerando impedância virtual e conversores multifuncionais controlados em corrente
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-21092021-174051/ |
Resumo: | Este trabalho está dedicado a compreender melhor o comportamento dinâmico das microrredes. Para tal propósito, inicialmente, seis modelos de pequenos sinais diferentes para microrredes CA ilhadas são desenvolvidos, os quais consideram apenas inversores formadores de rede. Tais modelos são obtidos a partir de diferentes considerações na modelagem tanto dos inversores formadores de rede quanto na modelagem da dinâmica associada aos ramos RL da microrrede (Linhas de distribuição e cargas). Através do estudo de tais modelos conseguiu-se: i) compreender melhor os fenômenos dinâmicos da microrrede através da investigação do efeito de cada simplificação nas previsões dos modelos; ii) estabelecer o nível de fidelidade que cada simplificação proporciona em diferentes cenários em relação ao tipo de rede de distribuição e ao projeto da impedância virtual dos inversores formadores de rede; e iii) avaliar o ganho, em termos de carga computacional, de cada um dos modelos considerados. Em seguida, o modelo completo desenvolvido é estendido para considerar a coexistência de inversores formadores de rede e inversores multifuncionais capazes tanto de suprir potência ativa e reativa quanto de operar como filtros ativos de potência. Particularmente, neste trabalho estuda-se: i) a influência que a estratégia de filtragem ativa adotada tem no comportamento dinâmico da microrrede; ii) os diferentes acoplamentos que surgem na região de frequência entre o controle droop e o PLL do inversor multifuncional; iii) a influência dos diferentes modos de operação do inversor multifuncional nos indicadores de qualidade da energia da microrrede. |
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Técnicas de modelagem de pequenos sinais para microrredes CA ilhadas considerando impedância virtual e conversores multifuncionais controlados em correnteSmall-signal modeling techniques for islanded AC microgrids considering virtual impedance and current-controlled multifunctional convertersAC microgridscontrole droopdroop controldynamic systemsestabilidadeimpedância virtualmicrorredes CAparametric stability boundariespequenos sinaispower qualityqualidade da energiaregiões paramétricas de estabilidadesistemas dinâmicossmall-signalstabilityvirtual impedanceEste trabalho está dedicado a compreender melhor o comportamento dinâmico das microrredes. Para tal propósito, inicialmente, seis modelos de pequenos sinais diferentes para microrredes CA ilhadas são desenvolvidos, os quais consideram apenas inversores formadores de rede. Tais modelos são obtidos a partir de diferentes considerações na modelagem tanto dos inversores formadores de rede quanto na modelagem da dinâmica associada aos ramos RL da microrrede (Linhas de distribuição e cargas). Através do estudo de tais modelos conseguiu-se: i) compreender melhor os fenômenos dinâmicos da microrrede através da investigação do efeito de cada simplificação nas previsões dos modelos; ii) estabelecer o nível de fidelidade que cada simplificação proporciona em diferentes cenários em relação ao tipo de rede de distribuição e ao projeto da impedância virtual dos inversores formadores de rede; e iii) avaliar o ganho, em termos de carga computacional, de cada um dos modelos considerados. Em seguida, o modelo completo desenvolvido é estendido para considerar a coexistência de inversores formadores de rede e inversores multifuncionais capazes tanto de suprir potência ativa e reativa quanto de operar como filtros ativos de potência. Particularmente, neste trabalho estuda-se: i) a influência que a estratégia de filtragem ativa adotada tem no comportamento dinâmico da microrrede; ii) os diferentes acoplamentos que surgem na região de frequência entre o controle droop e o PLL do inversor multifuncional; iii) a influência dos diferentes modos de operação do inversor multifuncional nos indicadores de qualidade da energia da microrrede.This work is dedicated to a better understanding of the microgrid dynamic behavior. For this purpose, at first, six different small-signal models for islanded AC microgrids are developed, which consider only grid-forming inverters. Such models are obtained from different considerations in the modeling of both the grid-forming inverters and the dynamics associated with the RL branches of the microgrid (Distribution lines and loads). Through the study of such models, it was possible: i) to achieve a better understanding of the microgrid dynamic phenomena by investigating the effect of each simplification on the models\' predictions; ii) establish the level of fidelity that each simplification provides in different scenarios referred to the type of distribution network and the design of the grid-forming inverters virtual impedance; and iii) assess the gain, in terms of computational burden, of each one of the models considered. Then the developed complete model is extended to consider the coexistence of grid-forming inverters and multifunctional inverters able to inject active and reactive power and operate as an active power filter. Particularly, this work studies: i) the influence of the adopted active filtering function strategy in the microgrid dynamic behavior; ii) the different couplings arising in the low-frequency region among the droop control and the PLL of the multifunctional inverter; iii) the influence of different multifunctional inverter operation modes in the microgrid power quality indexes.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMonteiro, José Roberto Boffino de AlmeidaSilva, Sérgio Augusto Oliveira daMachado, Sebastián de Jesús Manrique2021-07-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-21092021-174051/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2021-09-28T13:03:02Zoai:teses.usp.br:tde-21092021-174051Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212021-09-28T13:03:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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