Impacto do PLL para Estimação de Impedância de Rede e Avaliação de Estabilidade no Domínio DQ em Sistemas com Inversores Conectados

Authors

  • Diego O. Cardoso LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil
  • Hugo M. T. C. Gomes LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil
  • Filipe A. da C. Bahia LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil
  • André P. N. Tahim LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil
  • José R. Pinheiro GEPOC, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil
  • Fabiano F. Costa LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2023.2.0050

Keywords:

Critério generalizado de Nyquist, Estimação de Impedância de Rede, Inversor Conectado à Rede, Malhas de Captura de Fase, Matriz de Impedância DQ, Perturbações Binárias Pseudo-Aleatórias

Abstract

Este artigo propõe uma técnica para estimação da matriz de impedância de rede vista por um inversor trifásico conectado à rede elétrica. Ela é baseada na injeção de perturbações binárias pseudo-aleatórias de corrente impostas pelo controle do inversor. As perturbações são injetadas nos referenciais dq sincronizados por uma malha de captura de fase (PLL), referente ao sistema de controle (CPLL). Utilizase outro PLL, exclusivamente para a estimação da matriz de impedância síncrona dq (EPLL). Por meio de análises no domínio da frequência, verifica-se que a estimação da impedância é afetada para frequências na banda passante (BP) do EPLL. Consequentemente, a BP deve ser projetada dentro de uma faixa de frequências menor do que aquelas de interesse para a estimação da matriz de impedância. O presente trabalho também aplica o critério generalizado de Nyquist (CGN) para avaliar a estabilidade do sistema. Conclui-se que a seleção equivocada da banda do EPLL pode levar a avaliações incorretas. Além disso, a banda do CPLL pode ser usada para produzir uma matriz de impedância do inversor que assegure maiores margens de estabilidade ao sistema. As discussões apresentadas neste artigo são apoiadas por simulações no software Simulink e por realizações dos controles em tempo real através de uma plataforma Typhoon.

 

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Author Biographies

Diego O. Cardoso, LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica (2016) pela Universidade Federal de Sergipe (UFS). É mestre (2020) e doutorando em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal da Bahia (UFBA). Seus atuais interesses de pesquisas estão relacionados ao controle e estabilidade de conversores baseados em eletrônica de potência. Atualmente, pesquisa técnicas de estimação online de impedância e avaliação de estabilidade dos conversores.

Hugo M. T. C. Gomes, LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pelo Instituto Federal da Bahia, Brasil, em 2010, e o grau de Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal da Bahia, Brasil, em 2016. Atualmente é Doutorando pelo Laboratório de Eficiência Energética (LABEFEA). Seus temas de pesquisa incluem técnicas de controle em sistemas de geração distribuída, PLL, estimativa de impedância de rede e estudo de estabilidade.

Filipe A. da C. Bahia, LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica (2013) pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB) . É mestre (2015) e doutor (2019) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Atualmente, é professor adjunto do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (DEEC) da Universidade Federal da Bahia (UFBA). Suas áreas de interesse englobam conversores estáticos de potência, sistemas de geração de energias renováveis, sistemas de armazenamento de energia, sistemas de acionamento de máquinas elétricas e estratégias de modulação por largura de pulso (PWM). É membro do IEEE e da SOBRAEP.

André P. N. Tahim, LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal da Bahia (2004). Obteve o título de mestre em Engenharia Elétrica e Doutor em Engenharia de Automação e Sistemas pela Universidade Federal de Santa Catarina (2009 e 2015). Desde 2015 é membro do corpo docente de Engenharia Elétrica da Universidade Federal da Bahia (Brasil). Seus interesses de pesquisa atuais incluem modelagem e controle de sistemas de conversão de energia, análise de sistemas dinâmicos, sistemas de distribuição dc e eletrônica de potência para fontes de energia renováveis.

José R. Pinheiro, GEPOC, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

recebeu o grau de Eng Eletricista pela UFSM, e os graus de Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela UFSC, em 1981, 1984, e 1994, respectivamente. É Prof. Titular (Voluntário) do DPEE da UFSM, onde atua desde 1985. Desde 2018, também atua como Prof. Titular Visitante no PPGEE da UFBA. Em 1987, foi um dos fundadores e líder do Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Entre 2006 e 2015 foi coord. do PPGEE da UFSM. Entre 2001 e 2002, realizou pós-doutorado no Center for Power Electronics Systems (CPES), Virginia Tech, EUA. Suas principais linhas de pesquisas e interesse incluem Projetos Otimizados de conversores estáticos, Sistemas Híbridos de conversão estática de energia, Conversão de Energia em Alta Frequência, Modelagem e Controle de Conversores Estáticos e Sistemas Distribuídos de Energia. É membro da SOBRAEP, da SBA, e das Sociedades PELS, IAS, IES e PES da IEEE.

Fabiano F. Costa, LABEFEA, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA, Brasil

recebeu os títulos de graduação, mestrado e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo, Universidade Federal da Paraíba e Universidade Federal de Campina Grande em 1997, 2001 e 2005 respectivamente. É Professor Associado no Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal da Bahia. Seus interesses de pesquisa são estabilidade e modelagem de conversores estáticos. É membro titular da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e Membro Sênior do IEEE.

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2023-03-31

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D. O. Cardoso, H. M. T. C. Gomes, F. A. da C. Bahia, A. P. N. Tahim, J. R. Pinheiro, and F. F. Costa, “Impacto do PLL para Estimação de Impedância de Rede e Avaliação de Estabilidade no Domínio DQ em Sistemas com Inversores Conectados”, Eletrônica de Potência, vol. 28, no. 2, pp. 107–118, Mar. 2023.

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Vol. 28 No. 2 (2023)

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