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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8290| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Influência de técnicas de sincronização de conversores na distorção harmônica de microrredes |
| Other Titles: | Influence of converter synchronization techniques on harmonic distortion in microgrids. |
| Autor: | Bender, Samuel Graff ![]() |
| Primeiro orientador: | Almeida, Adriano Batista de |
| Primeiro coorientador: | Godoy, Paulo Thiago de |
| Primeiro membro da banca: | Silva, Waner Wodson Aparecido Gonçalves |
| Segundo membro da banca: | Aguiar, Cassius Rossi de |
| Resumo: | As Microrredes (MRs) são sistemas de potência de menor escala, utilizados para integrar recursos energéticos distribuídos por meio de conversores de potência à rede elétrica. Para garantir uma operação segura e eficiente desses sistemas, tanto na operação conectada quanto na operação ilhada, são necessárias estratégias de controle para o compartilhamento de potência e manutenção da estabilidade de tensão e frequência. No contexto do controle de conversores, técnicas de sincronização como os Phase-Locked Loops são empregadas para estimar a frequência e a fase da rede elétrica, garantindo o sincronismo dos conversores com o sinal de tensão no seu ponto de conexão. No entanto, estes sistemas de controle são vulneráveis a problemas de qualidade de energia, principalmente desbalanços de tensão e distorções harmônicas nos sinais de tensão. A presença de conversores e cargas não lineares são algumas das causas de distorções harmônicas nas MRs, e que acabam por afetar negativamente o desempenho das técnicas de sincronização. Partindo da hipótese que as técnicas de sincronização podem afetar a distorção harmônica dos sinais de tensão e corrente, e em função da escassez de estudos referentes a esta problemática, o presente trabalho se propõe a preencher esta lacuna na literatura, avaliando o comportamento dinâmico das técnicas de sincronização e seu impacto na distorção harmônica de MRs. Quatro técnicas de sincronização foram selecionadas com base na literatura, e implementadas em Processadores de Sinais Digitais (DSPs). As técnicas foram submetidas a dois tipos de testes, sendo o primeiro deles a aplicação de sinais conhecidos utilizando a estrutura da MR laboratorial da UNIOESTE, em que foi avaliado o desempenho dinâmico diante de eventos de variação de frequência, fase e distorção harmônica. O segundo tipo de teste foi realizado por meio de simulações no software PSIM, no qual foi implementado o modelo da MR laboratorial. Nas simulações, foi considerada a conexão de um modelo de carga não linear em diferentes pontos de operação e diante de diferentes combinações de conversores. Os resultados experimentais mostraram que as técnicas de sincronização com capacidade de filtragem avançada possuem um melhor desempenho dinâmico, garantindo a robustez diante de distúrbios da rede. Já nas simulações, concluiu-se que não há um acoplamento significativo entre a técnica de sincronização escolhida e a distorção harmônica das grandezas elétricas nos cenários avaliados. A principal contribuição do trabalho consiste na verificação da hipótese no contexto de MRs, além do desenvolvimento da estrutura da MR laboratorial e do detalhamento de seu modelo computacional para futuros estudos. |
| Abstract: | Microgrids (MGs) are smaller-scale power systems used to integrate distributed energy resources into the main electrical grid through power converters. To ensure safe and efficient operation of these systems, both in grid-connected and islanded modes, control strategies are essential for power sharing and maintaining voltage and frequency stability. In the context of converter control, synchronization techniques, such as Phase-Locked Loops (PLLs), are employed to estimate the grid frequency and phase, ensuring the converters are synchronized with the voltage signal at their point of connection. However, these control systems are vulnerable to power quality issues, mainly voltage imbalances and harmonic distortions in the voltage signals. The presence of converters and non-linear loads are some of the causes of harmonic distortions in MGs, negatively affecting the performance of synchronization techniques. Based on the hypothesis that synchronization techniques may affect the harmonic distortion of voltage and current signals, and given the scarcity of studies regarding this problem, the present work aims to fill this gap in the literature by evaluating the dynamic behavior of synchronization techniques and their impact on the harmonic distortion of MGs. Four synchronization techniques were selected based on the literature and implemented on Digital Signal Processors (DSPs). The techniques were subjected to two types of tests: the first involved applying known signals using the UNIOESTE MG Laboratory structure, where their dynamic performance was evaluated under events of frequency and phase variation, and harmonic distortion. The second type of test was conducted via simulations in PSIM software, in which the laboratory MG model was implemented. The simulations considered the connection of a non-linear load model at different operating points and under various converter combinations. The experimental results showed that synchronization techniques with advanced filtering capabilities have better dynamic performance, ensuring robustness against grid disturbances. In the simulations, it was concluded that there is no significant coupling between the chosen synchronization technique and the harmonic distortion of the electrical quantities in the evaluated scenarios. The main contribution of this work is the verification of the hypothesis in the MG context, in addition to the development of the laboratory MG structure and the detailed computational model for future studies. |
| Keywords: | Microrredes Técnicas de sincronização Phase-locked loops Processador digital de sinais Microgrids Synchronization techniques Phase-locked loops Digital signal processor |
| 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: | Bender, Samuel Graff. Influência de técnicas de sincronização de conversores na distorção harmônica de microrredes. 2025. 97 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8290 |
| Issue Date: | 10-Oct-2025 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ) |
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| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Samuel_Graff_Bender_2025.pdf | Documento principal | 3.29 MB | Adobe PDF | View/Open Preview |
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