Resumo |
A difusão e grande penetração da geração distribuída (GD) traz novos desafios aos Sistemas Elétricos de Potência (SEP) como problemas de ressonância do sistema, flutuações de tensão e fluxo reverso de potência. Além disso, o aumento da conexão de cargas não-lineares trouxe também uma elevação nos níveis de conteúdo harmônico no SEP. No contexto de GD, a interface desses sistemas é geralmente feita por meio de conversores de potência controlados por corrente. Além da capacidade de injetar potência ativa no sistema, a literatura discute a possibilidade de utilizar esses conversores para oferecer serviços auxiliares à rede como suporte e melhorias na qualidade de energia. Dentre os requisitos necessários para um sistema GD adentrar o cenário do sistema elétrico, os padrões IEEE 929-2000 e IEEE 154-2003 destacam à detecção de ilhamento, em que os sistemas deve se desconectar da rede nessa situação. Um método para essa detecção chamado de estimativa da impedância da rede consiste em injetar um harmônico não característico e verificar a resposta na tensão local. Esse método se mostra interessante devido a possibilidade de utilizar a informação da impedância da rede para fins de compensação harmônica (CH). As estratégias convencionais de CH requerem utilização de sensores para medição da corrente distorcida requerida pelas cargas. Porém, esse tipo de CH se torna inconveniente devido à necessidade de hardware adicional e quando múltiplas cargas estão conectadas à rede. Na literatura também são encontrados alguns trabalhos que realizam a CH por meio de medições locais de tensão. Baseado nesses conceitos, o presente trabalho apresenta uma revisão das principais técnicas de CH por meio da medição local de tensão, propõe uma nova solução para esse tipo de compensação, apresenta uma análise matemática e de estabilidade e comparar a eficiência das técnicas por meio da distorção harmônica total (THD). Os principais pontos de cada técnica bem como a estrutura do sistema e do controle são discutidos ao longo do trabalho. A técnica proposta consiste em utilizar a informação da impedância da rede estimada e a medição de tensão local para gerar a referência de corrente harmônica para o sistema. As análises matemática e de estabilidade permitem extrair as principais funções de transferência para o sistema e ajustar os melhores ganhos para a técnica. As simulações são realizadas usando os softwares PLECS e MatLab. Os resultados mostram que a técnica proposta é efetiva para CH e apresenta uma melhora na estabilidade do sistema. Porém, existe um aumento no esforço computacional e como os valores de impedância são estimados acarreta-se em imprecisões na corrente harmônica injetada. Por fim, foi possível observar que todas as técnicas apresentam resultados satisfatórios na CH, cada uma com suas características distintas. |