Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáWith the expansion of the use of renewable energies to generate electricity, the global
energy matrix tends to become more sustainable. The inverter is an essential part of an
electricity generation system from renewable sources, it interfaces between the system and
the electrical network, supplying power to the grid or feeding the household loads.
As a result, the number of inverters connected to the grid has become increasingly
larger, with the possibility of injecting current with harmonic components in the system. So
that this does not affect the normal operation of the distribution system, some regulations
were created defining energy quality parameters to be respected.
Therefore, the objective of this dissertation is to study and experimentally validate some
techniques for controlling the output current of an inverter and output filter topologies,
analyzing the impact of these components on the quality of the injected current.
The converter model, as well as the control strategies and the output filters were
validated through a simulation in Simulink / MATLAB. For the experimental tests, a
power structure of a DC-AC converter previously used in the LSE was used, which consists
of a simple topology of a DC-DC converter and a complete bridge inverter. For the control
of the platform the dSPACE system was used, which allows a simple programming of the
control structure, as well as the acquisition and processing of the test data.
The objective of this dissertation was achieved, obtaining results that present the
quality of the injected current under different test conditions and system configurations.
The resonant proportional control with harmonic compensation showed better results
in the nominal power, but the other applied strategies also proved to be valid for some
applications.Com a expansão do uso de energias renováveis para a geração de energia elétrica, a
matriz energética mundial tende a se tornar mais sustentável. O inversor é uma peça
essencial em um sistema de geração elétrica a partir de fontes renováveis pois ele realiza a
interface entre o sistema e a rede elétrica, fornecendo potência para a rede ou alimentando
as cargas locais.
Com isso, o número de inversores conectados à rede tem se tornado cada vez maior,
podendo injetar correntes com componentes harmônicas no sistema. Para que isso não
afete a operação normal do sistema de distribuição, algumas regulamentações foram criadas
definindo parâmetros de qualidade da energia a serem respeitados.
Sendo assim, o objetivo dessa dissertação é estudar e validar experimentalmente algumas
técnicas de controle da corrente de saída de um inversor e topologias de filtro de saída,
analisando o impacto desses componentes na qualidade da corrente injetada.
O modelo do conversor, bem como as estratégias de controle e os filtros de saída foram
validados através de uma simulação em Simulink/MATLAB. Os testes experimentais
realizaram-se em uma estrutura de potência de um conversor DC-AC implementada
previamente no Laboratório de Sistemas Eletromecatrônicos (LSE). Para o controle da
plataforma foi utilizado o sistema dSPACE, que permite uma programação simples da
estrutura de controle, assim como a aquisição e processamento dos dados dos testes.
O objetivo desta dissertação foi atingido, obtendo resultados que apresentam a qualidade
da corrente injetada sobre diferentes condições de teste e configurações do sistema.
O controle proporcional ressonante com compensação harmônica apresentou melhores
resultados na potência nominal, mas as demais estratégias aplicadas também se mostraram
válidas para algumas aplicações
