Modelagem de Pequenos Sinais para o Paralelismo de Inversores Utilizando Controle Hierárquico

William A. Venturini; Henrique Jank; Mário L. S. Martins; Fábio E. Bisogno

doi:10.18618/REP.2018.4.0019

Authors

William A. Venturini Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil
Henrique Jank Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil
Mário L. S. Martins Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil
Fábio E. Bisogno Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2018.4.0019

Keywords:

Controle Hierárquico, Mestre-Escravo, Microrredes, Modelagem de Pequenos Sinais

Abstract

Este trabalho apresenta de forma detalhada a modelagem de pequenos sinais para a conexão de um número genérico de inversores em paralelo operando de forma ilhada em microrredes de baixa tensão. É utilizada uma estrutura de controle hierárquico mestre-escravo, a qual garante a regulação da amplitude e da frequência da tensão da microrrede enquanto distribuindo de forma precisa as potências ativas e reativas entre todos os inversores conectados. Em caso de falha do mestre, o sistema permanece operando através da redefinição de um novo mestre. Apesar desta estrutura ser utilizada, a modelagem proposta pode ser aplicada a outras configurações de sistemas de controle hierárquico. A modelagem de pequenos sinais é desenvolvida no espaço de estados, e consiste na linearização do sistema em torno de um ponto de equilíbrio. O modelo obtido é validado através de resultados de simulação e o desempenho do sistema é avaliado através de resultados hardware-in-the-loop.

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Author Biographies

William A. Venturini, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 24/11/1990, possui graduação (2014) e mestrado (2016) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente cursa doutorado pela mesma instituição, onde desenvolve seus trabalhos no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Durante o primeiro semestre de 2014, realizou estágio curricular junto ao Fraunhofer Institute - IZM, situado em Berlim - Alemanha, atuando na área de pesquisa e desenvolvimento de conversores estáticos. Suas principais áreas de interesse incluem modelagem e controle digital de sistemas, fontes ininterruptas de energia (UPS) e paralelismo de UPS. É membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e sociedades IEEE.

Henrique Jank, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 16/04/1991, engenheiro eletricista pela Universidade de Santa Cruz do Sul (2013), mestre pela Universidade Federal de Santa Maria (2016), atualmente cursa doutorado pela Universidade Federal de Santa Maria, onde atua como pesquisador no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Seus interesses atuais de pesquisa incluem conversores estáticos, modelagem e controle, fontes ininterruptas de energia e paralelismo de inversores.

Mário L. S. Martins, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

nasceu em Palmeira das Missões, RS, Brasil, em 01/01/1976. É engenheiro eletricista (1999), mestre (2002) e doutor (2008) em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria. De 2006 a 2012 foi professor da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - PR, Pato Branco, Brasil. Em 2012, passou a trabalhar como professor Adjunto no Departamento de Eletrônica e Computação (DELC) da Universidade Federal de Santa Maria. Suas áreas de interesse incluem SMPS, UPS, inversores fotovoltaicos e energias renováveis. Dr. Martins é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e várias sociedades do IEEE.

Fábio E. Bisogno, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 07/04/1973 em Santa Maria, RS, é engenheiro eletricista (1999) e mestre (2001) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria e doutor (2006) em Engenharia Elétrica pela Technische Universität Chemnitz. Paralelo com o doutorado esteve empregado no instituto de pesquisa Fraunhofer – AIS e depois Fraunhofer – IAIS e IZM, Alemanha. Atualmente é professor adjunto na Universidade Federal de Santa Maria. Suas principais áreas de interesse são: reatores eletrônicos, sistemas auto-oscilantes, transformadores piezolétricos, conversores ressonantes e fontes ininterruptas de energia (UPS).

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