Publicação
Análise do controle droop em uma microrrede monofásica isolada com geração fotovoltaica
| Resumo: | A estratégia de controle por decaimento, também denominada de controle droop, é uma das mais estudadas quando o assunto é Microrredes (MRs). Esta técnica possui algumas vantagens, destacando-se o efetivo compartilhamento de potência e a ausência de links de comunicação entre os inversores. Desse modo, reduz-se a complexidade, melhora-se a flexibilidade e a redundância do sistema, além de facilitar a expansão da capacidade da MR devido à característica plug-and-play. O objetivo geral deste trabalho consiste em analisar o controle droop em uma MR isolada, em Corrente Alternada (CA) monofásica, com geração solar fotovoltaica, na ferramenta computacional Simulink do software MATLAB®. A MR modelada neste estudo integra três inversores monofásicos em paralelo, os quais trabalham em conjunto compartilhando as cargas da MR. Dois desses inversores possuem baterias como fontes de energia, nos quais é aplicado o controle droop. Por sua vez, o terceiro possui como fonte de energia uma fileira de módulos fotovoltaicos, com a função de injetar potência na MR. Nesse sentido, o terceiro inversor não participa da estratégia de controle droop, apenas mantém a sua topologia de controle usual. A MR modelada e simulada no MATLAB® corresponde a um sistema monofásico com tensão eficaz 230 V e frequência 50 Hz. As baterias utilizadas são de 400 V e a fileira é composta de 5 módulos fotovoltaicos de 220 Wp cada. O controle droop é projetado para que a frequência angular na MR varie no máximo 2% do valor nominal e a magnitude de tensão varie no máximo 5% do valor nominal. Com objetivo de validar o controle proposto, a MR foi simulada considerando diferentes configurações de carga e produção. Foram testadas cargas resistivas, capacitivas e indutivas, além da variação da produção dos módulos fotovoltaicos, com a alteração da irradiância e temperatura. Também foi possível analisar a injeção de potência reativa pelo inversor fotovoltaico. O controle droop desenvolvido mostrou-se eficaz para os cenários simulados, mantendo os níveis de frequência angular e magnitude de tensão na MR próximos aos desejados. Ocorreu um compartilhamento eficiente de potência ativa e reativa pelos inversores, independentemente da condição de carga e produção. |
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| Autores principais: | Netto, Allana de Moura |
| Assunto: | Controle droop Controle primário Microrrede Geração fotovoltaica |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
| Resumo: | A estratégia de controle por decaimento, também denominada de controle droop, é uma das mais estudadas quando o assunto é Microrredes (MRs). Esta técnica possui algumas vantagens, destacando-se o efetivo compartilhamento de potência e a ausência de links de comunicação entre os inversores. Desse modo, reduz-se a complexidade, melhora-se a flexibilidade e a redundância do sistema, além de facilitar a expansão da capacidade da MR devido à característica plug-and-play. O objetivo geral deste trabalho consiste em analisar o controle droop em uma MR isolada, em Corrente Alternada (CA) monofásica, com geração solar fotovoltaica, na ferramenta computacional Simulink do software MATLAB®. A MR modelada neste estudo integra três inversores monofásicos em paralelo, os quais trabalham em conjunto compartilhando as cargas da MR. Dois desses inversores possuem baterias como fontes de energia, nos quais é aplicado o controle droop. Por sua vez, o terceiro possui como fonte de energia uma fileira de módulos fotovoltaicos, com a função de injetar potência na MR. Nesse sentido, o terceiro inversor não participa da estratégia de controle droop, apenas mantém a sua topologia de controle usual. A MR modelada e simulada no MATLAB® corresponde a um sistema monofásico com tensão eficaz 230 V e frequência 50 Hz. As baterias utilizadas são de 400 V e a fileira é composta de 5 módulos fotovoltaicos de 220 Wp cada. O controle droop é projetado para que a frequência angular na MR varie no máximo 2% do valor nominal e a magnitude de tensão varie no máximo 5% do valor nominal. Com objetivo de validar o controle proposto, a MR foi simulada considerando diferentes configurações de carga e produção. Foram testadas cargas resistivas, capacitivas e indutivas, além da variação da produção dos módulos fotovoltaicos, com a alteração da irradiância e temperatura. Também foi possível analisar a injeção de potência reativa pelo inversor fotovoltaico. O controle droop desenvolvido mostrou-se eficaz para os cenários simulados, mantendo os níveis de frequência angular e magnitude de tensão na MR próximos aos desejados. Ocorreu um compartilhamento eficiente de potência ativa e reativa pelos inversores, independentemente da condição de carga e produção. |
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