Sistema fotovoltaico conectado à rede trifásica com controle das potências ativa e reativa para mitigar o afundamento momentâneo de tensão

Three-phase grid-connected photovoltaic system with active and reactive power control to mitigate momentary voltage dip

dc.contributorGuimarães, Geraldo Caixeta
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5516876395405680
dc.contributorGuimarães, Geraldo Caixeta
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5516876395405680
dc.contributorFreitas, Luiz Carlos Gomes de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0855458644750836
dc.contributorOliveira, Thales Lima
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/7597648880114358
dc.contributorTamashiro, Márcio Augusto
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3788819647752331
dc.contributorSilva, Sergio Batista da
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5830020907756198
dc.creatorPiccini, Anderson Rodrigo
dc.date2022-03-16T18:39:11Z
dc.date2022-03-16T18:39:11Z
dc.date2022-02-25
dc.date.accessioned2023-09-28T20:21:59Z
dc.date.available2023-09-28T20:21:59Z
dc.identifierPICCINI, Anderson Rodrigo, Sistema fotovoltaico conectado à rede trifásica com controle das potências ativa e reativa para mitigar o afundamento momentâneo de tensão., 2022., 118 f., Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.151.
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34289
dc.identifierhttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.151
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9049153
dc.descriptionPhotovoltaic distributed generation has gained an important role in the world energy matrix as it is a renewable source of low environmental impact and has a great potential for energy generation and its use on a large scale. The photovoltaic solar generation considered as unconventional is characterized as an intermittent source, as it strongly depends on weather conditions (temperature and irradiance). When dealing with the subject in a more specific way, it is worth noting that the increasing insertion of photovoltaic solar energy in the Brazilian energy matrix can contribute to the improvement on the voltage levels of the electrical distribution network, adequately supplying the active and reactive powers. The main objective is to propose an active and reactive power injection control to mitigate voltage sags. The suggested control strategy works together with a modified version of an automatic voltage regulator (AVR), where it will act on the active and reactive powers injected by the inverter to reduce the effects of voltage sags. In this way, the control will avoid possible shutdowns and damage to equipment connected to the grid. The voltage improvement can be perceived by consumers connected to the power system. Modifications to the model and parameters of the AVR are carried out to speed up its performance, thus identifying short-duration voltage variations and, consequently, the control acts by changing the powers, by decreasing the injection of active power and increasing the reactive power based on inverter capacity during momentary voltage dip. A 75 kW three-phase grid-connected photovoltaic system equipped with the proposed control was inserted in part of a distribution grid in block 1106 South of the city of Palmas, Tocantins, and different short-circuits (fault) were analyzed. All computer simulations were performed in Matlab/Simulink®. In the analysis of the results, it was observed that the improvement in the voltage levels, both for the electrical network and for consumers, attests to the effectiveness of the proposed control, and also, when the fault is cleared, all values return to the pre-fault condition, so the inverter operates on active power only.
dc.descriptionTese (Doutorado)
dc.descriptionA geração distribuída fotovoltaica vem ganhando um importante papel na matriz energética mundial por ser uma fonte renovável de baixo impacto ambiental e por possuir um grande potencial de geração de energia e de utilização em ampla escala. A geração solar fotovoltaica tida como não convencional se caracteriza como fonte intermitente, pois depende fortemente das condições meteorológicas (temperatura e irradiância). Ao tratar do assunto de modo mais específico, vale registrar que a crescente inserção da energia solar fotovoltaica na matriz energética brasileira pode contribuir com o melhoramento nos níveis de tensão da rede elétrica de distribuição, fornecendo de forma adequada a potência ativa e também a potência reativa. O principal objetivo desta tese é propor um controle de injeção de potência ativa e reativa para mitigar os afundamentos de tensão. A estratégia de controle proposta funciona em conjunto com uma versão modificada de um regulador automático de tensão (AVR, do inglês Automatic Voltage Regulator), onde atuará sobre as potências ativa e reativa injetadas pelo inversor para reduzir os efeitos dos afundamentos de tensão. Dessa forma, o controle evitará possíveis desligamentos e danos aos equipamentos conectados à rede. A melhora da tensão será percebida pelos consumidores conectados à rede elétrica de distribuição. Modificações no modelo e parâmetros do AVR são realizadas para agilizar sua atuação, identificando assim as variações de tensão de curta duração e, consequentemente, o controle atua alterando as potências, diminuindo a injeção de potência ativa e aumentando a potência reativa com base na capacidade do inversor durante o afundamento momentâneo de tensão. Um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica trifásico de 75 kW equipado com o controle proposto foi inserido em parte de uma rede de distribuição na quadra 1106 Sul da cidade de Palmas, Tocantins, e diferentes curtos-circuitos (faltas) foram analisados. Todas as simulações computacionais foram realizadas no Matlab/Simulink®. Na análise dos resultados observou-se que, a melhoria nos níveis das tensões, tanto da rede elétrica quanto para os consumidores, atesta a efetividade do controle proposto, e também, quando a falha é eliminada, todos os valores retornam à condição de pré-falta, de modo que o inversor opera apenas com potência ativa.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
dc.subjectAfundamento momentâneo de tensão
dc.subjectGeração distribuída
dc.subjectPotência reativa
dc.subjectSistema fotovoltaico conectado à rede
dc.subjectVariação de tensão de curta duração
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectDistributed generation
dc.subjectGrid-connected photovoltaic system
dc.subjectMomentary voltage dip
dc.subjectReactive power
dc.subjectShort-duration voltage variation
dc.subjectElectrical engineering
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.subjectEngenharia Elétrica
dc.subjectEnergia solar - Sistema passivo
dc.subjectSistemas fotovoltaicos integrados em edifícios
dc.titleSistema fotovoltaico conectado à rede trifásica com controle das potências ativa e reativa para mitigar o afundamento momentâneo de tensão
dc.titleThree-phase grid-connected photovoltaic system with active and reactive power control to mitigate momentary voltage dip
dc.typeTese


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