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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7453
Tipo do documento: Dissertação
Title: Técnicas de PWM na operação de conversores em microrredes considerando a prestação de serviços de suporte
Other Titles: PWM techniques in the operation of converters in microgrids considering the provision of support services
Autor: Olivo, Douglas 
Primeiro orientador: Almeida, Adriano Batista de
Primeiro coorientador: Godoy, Paulo Thiago de
Primeiro membro da banca: Marujo, Diogo
Segundo membro da banca: Pesente , Jonas Roberto
Resumo: Nos últimos anos, tem crescido a inserção dos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) nos sistemas elétricos. Como solução para melhor integrá-los, surgem as Microrredes (MRs), baseadas principalmente em fontes de energia renovável conectadas através de Conversores Eletrônicos de Potência (CEP) às cargas e à rede principal. Estes conversores podem ser explorados para, além de fornecer energia, prestar serviços ancilares de interesse, tal como o suporte de reativos. Neste sentido, diferentes técnicas de PWM possibilitam uma melhor utilização da tensão do lado CC do conversor e há espaço na literatura para uma investigação mais ampla que relacione a implementação destas estratégias de PWM à prestação de serviços de suporte, especialmente no contexto de MRs, com mais de um conversor operando em paralelo. O presente trabalho tem como objetivo verificar em que medida o uso de técnicas de PWM que permitam um maior aproveitamento da tensão CC pode contribuir para a utilização dos conversores na prestação de serviços de suporte. Para tal, utiliza-se um sistema teste, baseado na MR labolatorial do campus da UNIOESTE em Foz do Iguaçu, para a realização de simulações que permitam estudar o comportamento dos conversores na prestação de suporte de reativos utilizando o PWM senoidal (SPWM), o PWM com Injeção de Terceira Harmônica (THIPWM) e o PWM em Espaço Vetorial (SVPWM). Diferentes cenários de operação são simulados, contemplando eventos de ilhamento e de demanda de reativos e variando a tensão disponível no barramento CC e a estratégia de PWM empregada. Para cada um dos cenários, são avaliadas grandezas como frequência, tensão e potência dos conversores, além de traçada a curva de capabilidade com os limites de potência do conversor e o ponto de operação para o cenário simulado. Também são apresentadas curvas de capabilidade comparando as regiões de operação para as diferentes técnicas de PWM para uma mesma tensão no barramento CC. A partir das simulações, observa-se que técnicas como THIPWM e o SVPWM conferem ao conversor margens maiores para modulação dentro da faixa linear em comparação ao SPWM comumente utilizado, representando um ganho de 15% na tensão máxima de saída. Isso implica um aumento da região de operação factível na curva de capabilidade, o qual se traduz em uma maior capacidade de suporte de reativos sem comprometer o fornecimento de potência ativa, demonstrado que o uso de uma técnica de PWM que possibilite um maior aproveitamento da tensão do barramento CC contribui para um melhor desempenho dos conversores na prestação de serviços ancilares em MRs.
Abstract: In recent years, the insertion of Distributed Energy Resources (DERs) in electrical systems has grown. As a solution to better integrate them, Microgrids (MGs) emerge, based mainly on renewable energy sources connected through Power Electronic Converters (PEC) to loads and the main grid. These converters can be explored to, in addition to supplying energy, provide ancillary services of interest, such as reactive support. In this sense, several PWM techniques enable better use of the voltage on the DC side of the converter and there is a gap in the literature for a broader investigation that relates the implementation of these PWM strategies to the provision of support services, especially in the context of MGs, with more than one converter operating in parallel. The present work aims to verify to what extent the use of PWM techniques that allow greater use of DC voltage can contribute to the use of converters in the provision of support services. To this end, a test system, based on the MG laboratory of the UNIOESTE campus in Foz do Iguaçu, is used to carry out simulations that allow studying the behavior of converters in providing reactive power support using the sinusoidal PWM (SPWM), the Third Harmonic Injection PWM (THIPWM) and the Space Vector PWM (SVPWM). Different operating scenarios are simulated, considering islanding and reactive demand events and varying the voltage available on the DC bus and the PWM strategy used. For each of the scenarios, frequency, voltage and power of the converters are evaluated, in addition to the capability curve with the converter power limits and the operating point for the simulated scenario. Capability curves comparing the operating regions for the different PWM techniques for the same DC bus voltage are also presented. From the simulations, it is observed that techniques such as THIPWM and SVPWM give the converter greater margins for modulation within the linear range, compared to the commonly used SPWM, representing a gain of 15% in maximum output voltage. This implies an increase in the feasible operating region of the capability curve, which translates into a greater reactive support capacity without compromising the supply of active power, demonstrating that the use of a PWM technique that allows a greater utilization of the DC bus voltage contributes to better performance of converters in ancillary services provision in MGs.
Keywords: Microrredes
Serviços ancilares
PWM
Conversores
Microgrids
Ancillary services
PWM
Converters
CNPq areas: ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: Olivo, Douglas. Técnicas de PWM na operação de conversores em microrredes considerando a prestação de serviços de suporte. 2024. 102 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7453
Issue Date: 25-Oct-2024
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

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