Desenvolvimento de controladores digitais para conversores de microrredes de energia elétrica utilizando técnicas HIL

Abstract

O setor energético tem ganhado destaque com a inserção das microrredes de energia elétrica como uma solução para o aumento da confiabilidade da geração e distribuição de energia. O desenvolvimento destes sistemas de distribuição de energia elétrica requer que sejam realizados novos estudos tanto para aspectos de projeto como para teste e avaliação de eficiência desses sistemas. O desenvolvimento desta classe de sistemas requer a execução de um projeto onde diversas etapas são realizadas: modelagem, análise dos modelos, síntese do controlador, avaliação e testes de funcionamento em condições reais. Todas estas etapas implicam em um alto investimento de tempo e aumentam os custos de desenvolvimento. Para reduzir estes tempos e poder realizar testes em condições mais reais de operação são empregadas técnicas de simulação em tempo real denominadas Hardware-in-the-loop (HIL). Estas técnicas consistem em emular o sistema sob controle (por exemplo um conversor de eletrônica de potência) em um computador dedicado e utilizar um dispositivo físico para controlar o sistema (exemplo um microcontrolador DSP – Digital Signal Processor). O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um controlador digital via HIL baseado na estratégia de controle clássico PI em cascata, com intuito de controlar um conversor bidirecional. Os resultados obtidos através de simulações em tempo real são comparados com as respostas ideias do sistema e possibilitam uma melhor interpretação dos dados do sistema em condições controladas, que se aproximam de resultados mais realistas.