Sistema fotovoltaico trifásico de único estágio conectado a sistemas de geração distribuída operando como condicionador de qualidade de energia unificado usando uma estratégia dual de compensação ativa de potência

dc.contributorUniversidade de São Paulo
dc.contributor.authorCampanhol, Leonardo Bruno Garcia
dc.date.accessioned2020-06-22T14:57:54Z
dc.date.available2020-06-22T14:57:54Z
dc.date.issued2017-12-20
dc.description.abstractEste trabalho propõe um sistema fotovoltaico (PV) multifuncional conectado a um sistema elétrico trifásico a quatro fios e operando com estratégia dual de compensação ativa de potência. Além da injeção de potência ativa na rede elétrica, o sistema PV operara como um condicionador unificado de qualidade de energia (UPQC) suprimindo as correntes harmônicas da carga e compensando a potência reativa. Adicionalmente, tensões balanceadas, reguladas e livre de harmônicos são fornecidas para a carga. O sistema PV-UPQC é baseado em uma estratégia de compensação dual, na qual o conversor série opera como uma fonte de corrente senoidal, enquanto o conversor paralelo atua como uma fonte de tensão senoidal. Como resultado, nenhum comportamento transitório é observado na troca entre os modos de operação ilhado e interconectado do sistema PV-UPQC. Além disso, para contornar os problemas associados às mudanças bruscas de irradiação solar, uma malha de controle feed-forward atua na geração das referências de corrente do conversor série, de modo que se obtenha um rápido balanço de potência entre o sistema PV e a rede elétrica. Como resultado, as respostas dinâmicas tanto da corrente elétrica quanto da tensão do barramento CC são melhoradas. A análise detalhada envolvendo o fluxo de potência ativa dos inversores é realizada proporcionando um melhor entendimento sobre a operação do sistema PV-UPQC, bem como auxiliando no dimensionamento dos conversores de potência. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para avaliar os desempenhos estáticos e dinâmicos do PV-UPQC conectado ao sistema elétrico de distribuição.
dc.description.abstractThis work proposes a multifunctional single-stage three-phase four-wire grid-connected photovoltaic (PV) system operating with a dual active power-line compensating strategy. Besides injection of active power into the grid, the PV system operates as a unified power quality conditioner (UPQC), suppressing the load harmonic currents and compensating reactive power. Additionally, regulated, balanced and harmonic free output voltages are provided to the load. Since the PV-UPQC is based on a dual compensation strategy, the series converter operates as a sinusoidal current source, whereas the parallel converter operates as a sinusoidal voltage source. Thus, seamless transition can be achieved from the interconnected to the islanding operation modes, and vice-versa, without load voltage transients. Moreover, to overcome problems associated with sudden solar irradiation changes, fast power balance involving the PV array and the grid is obtained, since the feed-forward control loop acts on the generation of the series inverter current references. As a result, the dynamic responses of both inverter currents and dc-bus voltage are improved. Detailed analysis involving the active power flow through the inverters is performed allowing proper understanding of the PV-UPQC operation, as well as assisting to design of the power converters. Simulation and experimental results are presented to evaluate both dynamic and static performances of the PV-UPQC tied to the electrical distribution system.
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.doi10.11606/T.18.2017.tde-18122017-093612
dc.identifier.urihttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-18122017-093612/
dc.identifier.urihttp://repositorio.eesc.usp.br/handle/RIEESC/6837
dc.languagept
dc.rights.holderCampanhol, Leonardo Bruno Garcia
dc.subjectCapacidade de filtragem universal
dc.subjectSistemas fotovoltaicos
dc.subjectSistema PV-UPQC
dc.subjectEstratégia de controle dual
dc.subjectGeração distribuída de energia
dc.subjectQualidade da energia elétrica
dc.subjectPV-UPQC system
dc.subjectPower quality
dc.subjectPhotovoltaic systems
dc.subjectDual compensating strategy
dc.subjectDistributed generation system
dc.subjectUniversal filtering capability
dc.titleSistema fotovoltaico trifásico de único estágio conectado a sistemas de geração distribuída operando como condicionador de qualidade de energia unificado usando uma estratégia dual de compensação ativa de potência
dc.title.alternativeSingle-stage three-phase grid-tied photovoltaic system operating as an universal power quality conditioner with dual compensation strategy
dc.typeTese de Doutorado
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