Modulação SHE com algoritmo genético aplicada ao conversor multinível MLC2 modular de sete níveis. - Almeida Junior, Jones Arraes de (2016)
Nesta dissertação, uma técnica de modulação empregando SHE PWM (Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation) com Algoritmo Genético (AG) é desenvol-vida com a finalidade de sintetizar formas de onda de sete níveis nas tensões de fase do con-versor CC CA multinível com grampeamento multinível (Multilevel Clamped Multilevel Converter MLC2). A topologia proposta deriva do MLC2 modular de cinco níveis (MLC2 5L) que, por sua vez, estrutura-se na clássica tecnologia por grampeamento por diodo do ponto de neutro em três níveis (NPC 3L). O conversor resultante de sete níveis, aqui denominado de MLC2 7L modular, permite a redução da quantidade de componentes (chaves semicondutoras de potência, diodos e capacitores) em comparação com a clássica estrutura de sete níveis por grampeamento por diodo do ponto neutro (DCMC 7L). A técnica SHE PWM proporciona a operação do conversor em baixa frequência de chaveamento, enquanto que o AG, a partir da análise de funções de avaliação específicas, determina os ângulos de chaveamento utilizados na modulação a fim de suprimir componentes harmônicas individuais de baixa ordem (5ª, 7ª, 11ª e 13ª), reduzir a distorção harmônica total (DHT%), controlar a amplitude e a frequência da componente fundamental da tensão de fase do conversor e cumprir as especificações contidas nos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) relativo ao Módulo 8 Qualidade da Energia Elétrica recomendado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Esses ângulos são fornecidos ao modelo implementa-do no SIMULINK para posterior análise dos resultados. Inicialmente, foram realizadas simulações sem controle de amplitude resultando em operação com índice de modulação de amplitude fixo (ma fixo). Neste caso, o AG analisou duas funções de custo apresentadas na literatura. Em seguida, testes com índice de modulação (ma) variável foram executados, sendo que foram avaliadas quatro funções de custo descritas na literatura, e mais outra proposta. Em ambas as análises, com ma fixo e ma variável, o número de ângulos de chaveamento foi variado de 3 a 9, com o intuito de determinar o efeito do aumento das variáveis na qualidade do sinal sintetizado pelo conversor em relação à DHT%, à supressão harmônica seletiva, à frequência de chaveamento e ao limite de operação do MLC2 7L modular. Finalmente, todos os resultados de simulações obtidos são comparados com as exigências de qualidade de energia estabelecidas pela ANEEL. Ainda, ressalta-se que não foram utilizados filtros na saída do conversor proposto. A técnica de modulação aqui desenvolvida pode ser aplicada em todas as topologias de conversores multiníveis disponíveis atualmente com quaisquer números de níveis.