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Título: Sistema de controle para conversores estáticos de energia aplicados em geração híbrida distribuída
Título(s) alternativo(s): Control system for static power converters applied to distributed hybrid generation
Autor(es): Liston Júnior, Roner André
Orientador(es): Carati, Emerson Giovani
Palavras-chave: Geração distribuida de energia elétrica
Sistemas de energia elétrica
Conversores de corrente elétrica
Distributed generation of electric power
Electric power systems
Electric current converters
Data do documento: 27-Mai-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: Liston Júnior, Roner André. Sistema de controle para conversores estáticos de energia aplicados em geração híbrida distribuída. 2015. 101 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2015.
Resumo: A geração distribuída é uma tendência para os sistemas elétricos de potência, pois o mesmo traz uma redução das perdas com a transmissão como também amplia as possibilidades de fornecimento de energia elétrica, reforçando e diversificando a matriz energética. A partir da resolução normativa número 482, de 17 de abril de 2012, foram estabelecidas condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuída ao sistema nacional, possibilitando a utilização de pequenos geradores em unidades consumidoras os quais precisam manter a tensão, frequência e o sincronismo de fase em níveis adequados. Este trabalho foca no controle de um conversor estático de potência CC-CA monofásico o qual está conectado à rede elétrica e com cargas próximas ao ponto de conexão. Esse conversor está incluso em sistema que permite a utilização de fontes híbridas de energia, por meio do compartilhamento do barramento CC, como por exemplo as fontes alternativas solar e eólica. A topologia adotada nesse trabalho também possibilita a aplicação em sistemas de geração distribuída como os citados pela normativa. Nesse trabalho são feitos vários estudos computacionais em malha aberta, por meio de simulações com o software PSIM, alterando grandezas e parâmetros do circuito elétrico, os quais revelam algumas características do sistema como dinâmicas obtidas na conexão com a rede elétrica e a necessidade de um controlador de fase e amplitude. Outra necessidade que foi revelada é de um gerador de referência, o qual, possibilita utilizar uma referência de potência ativa e reativa para gerar uma referência de corrente sincronizada por meio de um PLL ressonante. Para o controle desse sistema são utilizadas malhas de controle no referencial retirando a necessidade da transformação para o referencial dq.Para o sincronismo de fase é utilizado um PLL ressonante e para a malha de corrente é utilizado um controlador proporcional ressonante sendo que ambos operam no referencial citado. Outro benefício que vale ser citado da utilização do controlador proporcional ressonante é a possibilidade de uma compensação harmônica de forma seletiva com uma malha de controle adicionais para cada harmônica. Utilizando esse sistema de controle são obtidos resultados satisfatórios para uma rede fraca com um rápido sincronismo de fase e um bom controle de corrente sendo que espera-se resultados igualmente satisfatórios quando replicado para uma rede forte.
Abstract: The distributed generation is a tendency for electric power systems, because it brings a reduction in transmission losses as well expands the possibilities of eletric power supply, strengthening and diversifying the energy matrix. By the normative resolution number 482 of April 17, 2012 , were established general conditions for distributed micro-generation and minigeneration access to the national system, allowing the use of small generators in consumer units which need to keep the voltage, frequency and phase sync at appropriate levels. This work focuses on the control of a DC-AC monophase static power converter which is connected to the grid and loads next to the connection point. This static converter is included in a system that allows the use of hybrid power sources, through sharing the DC bus, such as solar and wind alternatives sources. The topology adopted in this work also enables the application in distributed generation systems such as those cited by the rule. This paper makes a number of computational studies in open loop, with simulations in the software PSIM, changing quantities and parameters of the electrical circuit, which reveal some system features like dynamics obtained from the power grid connection and the need for a phase and amplitude controller. Another need that has been disclosed is a reference generator, which makes possible to use an active and reactive power reference for generating a current reference synchronized by a PLL resonance . For the control of this system will be used control loops in the αβ frame excluding the need for transformation to the dq frame. For the phase sync is used a resonant PLL and in the current loop will be used a resonant proportional controller both of which operate in the aforementioned references. Another advantage worth to be mentioned with the use of the resonant proportional controller is the possibility of a selectively harmonic compensation with a further control loop for each harmonic. Satisfactory results were obtained using this control system in a weak network resulting in a fast phase sync and a good current control being expected as good results when replicating this system to a strong network.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8110
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