Contributions to power conditioning tecniques in two-phase three-wire eletric networks - Furtado, Pablo Carlos de Siqueira (2019)
Esta tese de doutorado trata de aplicações de condicionamento de energia em circuitos elétricos bifásicos a três fios oriundos de sistemas trifásicos a quatro fios. Esse tipo de aplicação pode ser útil no futuro em redes modernas de energia, em especial para consumidores residenciais e pequenas instalações comerciais. Uma adaptação da Teoria pq é proposta como forma de utilizar os conceitos de potências instantâneas em circuitos bifásicos a três fios. Uma transformação linear é proposta para mapear tensões e correntes bifásicas para o sistema de coordenadas ortogonais ab. Análises matemáticas no domínio do tempo são utilizadas como forma de apresentar o comportamento das potências instantâneas bifásicas, bem como sua interpretação, sendo comparadas com conceitos encontrados na literatura de potências instantâneas monofásicas e trifásicas. Os conceitos de potências bifásicas são utilizados para projetar algoritmos de controle conversores conectados em paralelo à rede elétrica, especialmente para realizar funções de filtro ativo de potência. É também proposto um algoritmo de detecção da tensão de sequência positiva, na frequência fundamental através da medição de duas tensões de fase apenas. Duas diferentes estratégias de controle são apresentadas para controle do filtro ativo paralelo: estratégia de operação duplo monofásico e a estratégia de mitigação da corrente de neutro. O detector de sequencia positiva adaptado para sistemas bifásicos foi implementado em um protótipo de laboratório e os resultados experimentais obtidos são usados como validação da estrutura proposta. Estudos de simulação foram também realizados para avaliar os algoritmos de controle propostos como um todo. Os resultados obtidos confirmaram a eficácia das estratégias de controle propostas para compensação de correntes harmônicas, potência reativa e desequilíbrios de correntes causados pela carga bifásica. Além disso, é mostrado que a estratégia de compensação para corrente de neutro zero é útil para evitar ou reduzir desequilíbrios de sequência zero em redes de distribuição e microrredes. As propostas para a continuação desta pesquisa incluem o aprofundamento da implementação experimental, aplicações de injeção de potência ativa na rede elétrica e medições de campo para quantificar a influência de desequilíbrios de sequência zero nos sistemas de controle propostos.