Filtro Ativo de Potência Paralelo Aplicado em Sistemas Trifásicos a Quatro-fios

Authors

  • Leonardo B. G. Campanhol Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR
  • Sergio A. Oliveira da Silva Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR
  • Alessandro Goedtel Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2013.1.782792

Keywords:

Algoritmos SRF, Compensação de reativos, Harmônicos, Qualidade da energia elétrica

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo de um filtro ativo de potência paralelo (FAPP), o qual é implementado utilizando três inversores monofásicos em ponte completa compartilhando o mesmo barramento CC de tensão. Os algoritmos adotados para obtenção das correntes de compensação do FAPP são baseados no sistema de eixos de referência síncrona (SRF), de forma que, em um sistema trifásico a quatro-fios, cada uma das correntes de fase possa ser controlada de maneira independente ou não. Portanto, os algoritmos de compensação são testados por meio de duas estratégias distintas. Na primeira, chamada de compensação de corrente independente por fase, o FAPP atua na compensação de potência reativa e supressão das correntes harmônicas da carga. Na segunda, o FAPP atua também na compensação dos desequilíbrios das correntes de carga. O desenvolvimento teórico é validado e o desempenho do FAPP é avaliado por meio de testes experimentais.

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Author Biographies

Leonardo B. G. Campanhol, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

nascido em 05/06/1986 em Rolândia-PR, é tecnólogo em automação industrial (2009), especialista em controle e automação de processos industriais (2010) e mestre em engenharia elétrica (2012) pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR-CP), Campus Cornélio Procópio. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Elétrica da UTFPR-CP. Suas áreas de interesse são: processamento digital de sinais e suas aplicações, automação industrial, filtros ativos de potência e qualidade da energia elétrica.

Sergio A. Oliveira da Silva, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

nascido em Joaquim Távora-PR, é engenheiro eletricista (1987) e mestre em engenharia elétrica (1989) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC); e doutor em engenharia elétrica (2001) pela Universidade Federal de Minas Gerais. É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP) desde 1993. Suas áreas de interesse são: filtros ativos de potência, sistemas de energia ininterrupta (UPS), sistemas de controle empregando DSP´s, qualidade da energia elétrica e ensino de Engenharia Elétrica. É membro da SOBRAEP.

Alessandro Goedtel, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

nascido em 12/02/1972 em Arroio do Meio-RS, é engenheiro eletricista (1996) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS-DEE); mestre em engenharia industrial (2003) pela Universidade Estadual Paulista (UNESP-FEB) e doutor em engenharia elétrica (2007) pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP). É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR-CP) desde 2007. Suas áreas de interesse são: acionamento de máquinas, sistemas inteligentes e ensino de Engenharia Elétrica. É membro da SBA.

References

R. C. Dugan, M. F. McGranaghan, S. Santoso, H. W.Beaty, Electrical Power Systems Quality, McGraw-Hill, 3a Edição, Nova Iorque, 2012.

Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), módulo 8, revisão 4, 2012.

T. M. Cruzs, "A Survey of Neutral Currents in Three-Phase Computer Power Systems", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 26, no. 4, pp. 719-725, July/August 1990. https://doi.org/10.1109/28.55999 DOI: https://doi.org/10.1109/28.55999

L. R. Limongi, D. Roiu, R. Bojoi, A. Tenconi, "Analysis of Active Power Filters Operating with Unbalances Loads", Eletrônica de Potência, vol. 15, no. 3, pp. 166-174, Junho/Agosto 2010. https://doi.org/10.18618/REP.2010.3.166174 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2010.3.166174

D. A. Fernandes, S. R. Naidu, K. P. Medeiross, "Uma Estratégia de Controle Aplicada a Retificadores PWM e Filtros Ativos de Potência em Derivação", Eletrônica de Potência, vol. 16, no. 4, pp. 312-319, Setembro/Novembro 2011. https://doi.org/10.18618/REP.20114.312319 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.20114.312319

B. Singh, K. A. Haddad, A. Chandra, "A Review of Active Filters for Power Quality Improvement", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 46, no. 5, pp. 960-971, October 1999. https://doi.org/10.1109/41.793345 DOI: https://doi.org/10.1109/41.793345

R. F. Pinheiro, C. B. Jacobina, A. M. N. Lima, E. R.Cabral da Silva, "A Revision of the State of the Art inActive Filters", in Proc. of COBEP, pp. 857-862, 1999.

V. Khadkikar, A. Chandra, "An Independent Control Approach for Three-Phase Four-Wire Shunt Active Filter Based on Three H-Bridge Topology under Unbalanced Load Conditions", in Proc. of PESC, pp. 4643-4649, 2008. https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592699 DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592699

H. K. M. Paredes, D. I. Brandão, E. V. Liberado, F. P. Marafão, "Compensação Ativa Paralela Baseada na Teoria de Potência Conservativa", Eletrônica de Potência, vol. 17, no. 1, pp. 409-418, Fevereiro 2012. https://doi.org/10.18618/REP.2012.1.409418 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2012.1.409418

R. F. Camargo, H. A. Gründling, H. Pinheiro, "Filtro Ativo de Potência para Compensação de Harmônicos deTensão em Sistemas de Distribuição Trifásicos a Quatro-Fios", Eletrônica de Potência, vol. 12, no. 1, pp. 63-70, Março 2007. https://doi.org/10.18618/REP.2007.1.063070 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2007.1.063070

M. I. M. Monteiro, E. R. Cadaval, F. B. González, "Comparison of Control Strategies for Shunt Active Power Filters in Three-Phase Four-Wire System", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, no. 1, pp. 229-236, January 2007. https://doi.org/10.1109/TPEL.2006.886616 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2006.886616

S. Bhattacharya, P-T. Cheng, D. M. Divan, "Hybrid Solutions for Improving Passive Filter Performance in High Power Applications", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 33, no. 3, pp. 732-747, May/June 1997. https://doi.org/10.1109/28.585864 DOI: https://doi.org/10.1109/28.585864

S. A. O. Silva, P. F. Donoso-Garcia, P. C. Cortizo, P. F. Seixas, "A Three-Phase Line-Interactive UPS System Implementation with Series-Parallel Active Power-Line Conditioning Capabilities", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 38, no. 6, pp. 1581-1590, November/December 2002. https://doi.org/10.1109/TIA.2002.804760 DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2002.804760

S. A. O. Silva, P. F. Donoso-Garcia, P. C. Cortizo, P. F. Seixas, "A Line-Interactive UPS System Implementation with Series-Parallel Active Power-Line Conditioning for Three-Phase, Four-Wire Systems", Revista Controle & Automação, vol. 16, no. 2, pp. 200-210, 2005. https://doi.org/10.1590/S0103-17592005000200008 DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-17592005000200008

S. A. O. Silva, R. Novochadlo, R. A. Modesto, "Single Phase PLL Structure Using Modified p-q Theory for Utility Connected Systems", in Proc. of PESC, pp. 4706-4711, 2008. https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592712 DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592712

M. Abdusalam, P. Poure, S. Karimi, S. Saadate, "New Digital Reference Current Generation for Shunt Active Power Filter under Distorted Voltage Conditions", Electric Power Systems Research, vol. 79, no. 5, pp. 759-765, May 2009. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2008.10.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2008.10.009

L. B. G. Campanhol, "Filtro Ativo de Potência Paralelo Utilizando Inversores Monofásicos Full-Bridge Aplicado em Sistemas Trifásicos a Quatro-Fios", Dissertação de Mestrado, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR-CP), 2012. DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2013.1.782792

V. D. Bacon, S. A. O. Silva, R. A. Modesto, "UPS Line-Interactive Monofásica para Aplicações de Baixo Custo Utilizando uma Estratégia de Controle Simplificada", in Proc. of 10th IEEE INDUSCON, pp. 1-9, 2012.

Published

2013-02-28

How to Cite

[1]
L. B. G. Campanhol, S. A. O. da Silva, and A. Goedtel, “Filtro Ativo de Potência Paralelo Aplicado em Sistemas Trifásicos a Quatro-fios”, Eletrônica de Potência, vol. 18, no. 1, pp. 782–792, Feb. 2013.

Issue

Section

Original Papers