Controle do paralelismo de inversores em sistemas de micro-redes para variados pontos de operação

Abstract

RESUMO: O crescente desenvolvimento tecnológico traz consigo o aumento da demanda de energia elétrica. Neste contexto as fontes renováveis de energia se sobressaem como uma solução promissora, considerando-se o âmbito do desenvolvimento sustentável. Porém o uso dessas fontes demanda a utilização de conversores de potência para processar a energia a fim de adequá-la aos padrões de carga já existentes no sistema. É importante salientar que muitas dessas fontes são dependentes de fatores climáticos, podendo modificar a geração de forma abrupta. É desejável que tais conversores operem em paralelo aumentando a robustez e capacidade do sistema, mas este tipo de operação, na configuração chamada micro-rede, requer um controle adequado. O presente trabalho aborda o estudo, desenvolvimento e implementação de uma micro-rede com inversores em paralelo para atuação em variados pontos de operação. O sistema é constituído por conversores de potência, sistema de comunicação e sistemas de controle. É apresentada uma revisão bibliográfica a respeito de técnicas de controle aplicadas a esse tipo de sistema, bem como a modelagem e projeto do sistema. Resultados de simulação utilizando o software PSIM 9.1® são apresentados para dois inversores operando em paralelo de forma isolada e conectados a rede elétrica convencional. Resultados experimentais para dois inversores operando em paralelo são mostrados para validação do método, observando-se o controle efetivo do paralelismo das estruturas para variados pontos de operação.

ABSTRACT: The growing technological development also increases the demand for energy generation. In this context, renewable energy sources stand out as a reasonable solution, considering a sustainable development. The application of these electrical sources require the use of power converters for the energy processing in order to conform it to the standard loads in the conventional electrical system. It is important to notice that many renewable sources are climatic dependent. It is desired for these converters to operate in parallel mode for increasing the robustness and the system capacity, but this type of operation (microgrid) requires a proper control. This study describes the development and implementation of a microgrid, with inverters to operate in parallel to run in variable operational points. The system has power converters, communication and control systems. It was done a literature review concerning control, modeling and design techniques applied to microgrid systems. Simulation results using the software PSIM ® 9.1 are presented for two inverters in parallel operation for stand-alone and grid connected modes. Experimental results for two inverters operating in parallel are shown for verification of the method for the efficient parallelism control of the multiple structures.