Análise, projeto e implementação de um sistema monofásico de geração distribuída conectado a redes fracas

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Aguiar, Everton Luiz de
• Orientador(a): Carati, Emerson Giovani
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Palavras-chave em Português: Geração distribuída de energia elétrica; Redes elétricas; Conversores de corrente elétrica; Distributed generation of electric power; Electric networks; Electric current converters
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1249

O incentivo a geração distribuída é uma tendência mundial, no sentido de diversificar e reforçar a malha de geração de energia elétrica. A normativa número 482, de 2012, desburocratiza o acesso de micro e mini geradores distribuídos à rede elétrica monofásica, possibilitando que os consumidores residenciais passem a atuar também como elementos geradores de energia elétrica. Dentre as formas de energia primária renováveis disponíveis na natureza, a eólica e a solar são as mais promissoras para unidades de geração residenciais. Este trabalho apresenta uma abordagem unificada da conexão de uma unidade de microgeração à rede monofásica fraca através de conversor CA-CC-CA. É definida uma estrutura de conexão que permite a regulação da tensão do barramento CC e da corrente de saída. É proposta uma estrutura de controle no referencial síncrono (d-q), cuja referência é fixada na tensão no ponto comum de conexão. A sincronização das grandezas em d-q é obtida por meio de um estimador baseado no Filtro de Kalman com ganhos fixos. O modelo matemático da etapa de conexão com a rede monofásica no domínio do tempo é determinado, tanto no referencial estático quanto no referencial síncrono. A abordagem matemática no domínio complexo também é considerada. Baseando-se no princípio da superposição, a resposta em frequência das grandezas do sistema de geração proposto é determinada. A parametrização dos controladores é realizada considerando-se um sistema dinâmico de ordem reduzida, baseado no modelo no referencial síncrono. As equações de estado dos controladores são inseridas no modelo da planta, e uma noção da análise de estabilidade é apresentada. Resultados de simulação são apresentados, para as etapas de conexão com carga isolada e para a sincronização com a rede da concessionária. Uma plataforma multi-uso para validação experimental é desenvolvida, e os resultados experimentais são mostrados. Resultados experimentais da estrutura de controle proposta são apresentados, de forma a validá-lo.