Controle e análise de conversores multiníveis conectados em redes de distribuição para aplicação em painéis fotovoltaicos e armazenadores de energia

Autor(es)

Giovani Guarienti Pozzebon

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2013-05-10

Membros da banca

José Carlos de Melo Vieira Júnior; Carlos Alberto Canesin; José Roberto Boffino de Almeida Monteiro; Sérgio Pires Pimentel; José Antenor Pomilio

• Orientador: Ricardo Quadros Machado

Resumo

A utilização de conversores multiníveis tem sido uma importante alternativa para aplicações de alta potência e média tensão, graças aos altos níveis de potência alcançáveis por estas estruturas. Recentemente, esta topologia de conversores foi aplicada em sistemas com fontes alternativas para alimentar um sistema de geração distribuída, nos quais diferentes fontes de energia eram utilizadas. Com base nas características dos conversores multinível e sua potencial aplicabilidade em sistemas de geração distribuída, este trabalho tem como objetivo construir um sistema multinível conectado a rede de distribuição para utilização de fontes alternativas de energia como fontes primárias. Considerando que a energia fornecida pelas fontes alternativas pode sofrer variações, propõe-se a integração de sistemas armazenadores de energia, como capacitores, ao sistema multinível. Por isso, este trabalho desenvolve uma estratégia de controle para máxima transferência de potência ativa entregue à rede a fim de obter um fluxo ótimo. A topologia multinível deste trabalho possui em sua configuração dois módulos inversores conectados em série. Neste caso, é possível que pelo menos um desses inversores funcione com uma modulação em baixa frequência processando a maior parcela de potência. Assim, duas estratégias de controle modulação de fase e modulação de amplitude para a transferência de potência realizada pelo inversor de baixa frequência são analisadas. As vantagens e desvantagens de cada um dos métodos são expostas e então a estratégia mais adequada, no caso a modulação de amplitude, é utilizada na operação do conversor multinível. Além disso, são apresentados a modelagem das plantas e o projeto dos controladores de cada um dos módulos inversores. Por fim, a validação da proposta é feita através dos resultados de simulações e experimentais que mostram a capacidade do sistema de geração em transferir potência constante para a rede de distribuição e manter a corrente quase sem distorções em fase com a tensão. (AU)

• Processo FAPESP: 08/10451-1 - Controle e análise de conversores multiníveis conectados em redes de distribuição para a aplicação em painéis fotovoltaicos e armazenadores de energia
• Beneficiário: Giovani Guarienti Pozzebon
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado