Inversor monofásico aplicado ao processamento de energia proveniente de fontes renováveis: estudo dos modos de operação conectado à rede e ilhado

Abstract

O tema proposto para esta dissertação consiste no estudo, desenvolvimento e análise de um inversor de tensão com filtro LCL que opere tanto conectado à rede, quanto de maneira isolada, comutando de forma suave entre os modos de operação. O conversor foi projetado para operar com cargas lineares e não lineares em ambos os modos, atuando como um filtro ativo no modo conectado à rede, ou compensando a queda de tensão no indutor do filtro, quando ilhado, por meio de uma estratégia baseada em capacitâncias virtuais. Nesse trabalho realizou-se a modelagem estática e dinâmica do conversor, o dimensionamento do filtro LCL, o projeto e implementação do controle para ambos os modos de operação e o estudo de um procedimento para a troca suave de modos. No modo conectado, o inversor opera com controle de corrente injetada na rede e da tensão do barramento CC. Já no modo ilhado, ele controla a tensão de saída. Foram desenvolvidas simulações computacionais e foi construído um protótipo de 500 W para verificar a análise teórica realizada.

Abstract : The proposed master thesis addresses the study, development and analysis of a LCL filter voltage source inverter operating in grid-connected or islanded modes, commutating seamlessly between them. The converter was designed to operate with linear and non-linear loads in both modes, acting as active lter in grid-connected mode or compensating the gridside inductor voltage drop through a virtual capacitor based strategy, in islanded mode. In this work were developed the static and dynamic converter model, an LCL lter design procedure, the design and implementation of a dual-mode control and a seamless mode transfer procedure. In grid-connected mode, the inverter operates controling the grid injected curent and the DC bus voltage. In islanded mode, it controls the output voltage. A computer simulation was developed and 500 W prototype was constructed in order to verify the theoretical analysis.