Novos desafios para a Eletrônica de Potência com o advento das redes inteligentes-Dr. JOSE NTENOR POMILI-UNICAMP-SÃO PAULO-BRASIL

 

Técnicas de control para la conexión en paralelo de inversores aplicadas a convertidores de interconexión entre los buses de CC y CA de microrredes híbridas e inversores fotovoltaicos centralizados de alta potencia---DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales

Técnicas de control para la conexión en paralelo de inversores aplicadas a convertidores de interconexión entre los buses de CC y CA de microrredes híbridas e inversores fotovoltaicos centralizados de alta potencia-

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales

 Tesis Doctoral Presentada por: Marian Liberos Mascarell 

Dirigida por: Dr. Emilio Figueres Amorós Dr. Gabriel Garcerá Sanfelíu Valencia, Abril 2021 UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA 

 Resumen 

En este trabajo se proponen técnicas de control específicas para la paralelización de inversores sin transformador conectados a red, en aplicaciones de interconexión de buses de microrredes híbridas e instalaciones fotovoltaicas de gran potencia. La paralelización de inversores presenta múltiples ventajas como la modularidad, la redundancia o la flexibilidad para ampliar la potencia de un sistema o de una instalación. En el caso de inversores fotovoltaicos centralizados, también permite la conexión/desconexión de módulos inversores conectados en paralelo permitiendo una mayor eficiencia global cuando se trabaja a bajas potencias. Sin embargo, la paralelización de inversores provoca la aparición de corrientes de circulación que pueden provocar efectos indeseables en el sistema o en la instalación. Las contribuciones que se llevan a cabo en esta tesis están todas ellas orientadas a la mejora de la operación de inversores en paralelo en las aplicaciones descritas y son las siguientes: 1) Se presenta un modelo preciso en pequeña señal de n inversores conectados en paralelo con filtro de conexión a red LCL, en el cual se tienen en consideración los términos de acoplamiento entre fases de los inductores trifásicos. 2) Se propone una técnica de control en la que se emplean n-1 lazos de regulación que controlan la componente homopolar de las corrientes e imponen un valor nulo en régimen permanente, a fin de eliminar las corrientes de circulación. 3) Se propone el uso de moduladores en espacio vectorial de tres dimensiones (3D-SVM) para implementar el control de la componente homopolar de las corrientes. 4) Se muestran resultados analíticos, de simulación y experimentales que validan el esquema de control propuesto considerando la aparición de corrientes de circulación debido a distintos factores: desbalanceo de inductancias entre las fases de un inversor y de distintos inversores, desbalanceo de potencia entre inversores y empleo de modulaciones distintas en los inversores conectados en paralelo. Los ensayos experimentales se realizan sobre un convertidor trifásico de 10 kW formado por la conexión en paralelo de dos módulos de 5 kW cada uno. 5) Se muestran resultados de simulación y experimentales de la aplicación de las técnicas de reducción de corrientes de circulación a convertidores de interconexión entre los buses de alterna y continua de microrredes híbridas. Los ensayos experimentales se particularizan a un convertidor trifásico de 7.5 kW formado por un módulo de 5 kW y otro de 2.5 kW conectados en paralelo, emulando una eventual ampliación de potencia del 50 %. 6) Se lleva a cabo el estudio por simulación de un sistema fotovoltaico de 2 MW compuesto por cuatro inversores de 500 kW conectados en paralelo, demostrando que el control de las componentes homopolares de las corrientes reduce en gran medida el valor de las corrientes de circulación y mejora el desempeño de la instalación. 7) Por último, se propone una técnica de control para mejorar la eficiencia global de inversores fotovoltaicos centralizados de potencia elevada, el cual se basa en la utilización de modelos funcionales bidimensionales de eficiencia para activar/desactivar los módulos de potencia en función del punto de operación del campo fotovoltaico.

 Abstract 

In this work they have been proposed specific control techniques for the parallelization of transformerless inverters connected to the grid in two specific applications: i) the interlinking converter between ac and dc bus of hybrid microgrids and ii) high power photovoltaic farms. Paralleling of inverters presents some advantages as modularity, redundancy or flexibility for increasing the power of a system or of a plant. In photovoltaic centralized inverters, the parallel inverters can be connected and disconnected in order to improve the global efficiency when the system works at low power. However, the inverters paralleling causes the appearance of circulating currents which can produce undesirable effects in the system or in the plant. The contributions that are carried out in this thesis are all of them aimed at improving the operation of parallel inverters in the described applications and they are as follows: 1) It has been presented an accurate small signal model of n parallel inverters with an LCL grid filter, in which the mutual coupling terms of the three-phase inductors has been considered. 2) It has been proposed a control technique with n-1 control loops that control the zero-sequence current component by setting a zero value in steady state, looking for eliminating the circulating currents. 3) It has been proposed the use of three-dimension space vector modulator (3D-SVM) to implement the zero-sequence currents control. 4) The analytical results have been validated by means of simulation and experimental results, showing the performance of the proposed control scheme considering the appearance of circulating currents due to different factors: i) inductor imbalances between the phases of an inverter or ii) between different inverters, iii) power imbalances between inverters and iv) the use of different modulation techniques in the parallel inverters. The experimental tests have been carried out on a 10 kW three-phase converter composed by the parallel connection of two 5 kW modules. 5) They have been shown both simulation and experimental results of the application of circulating current reduction techniques to interlinking converters between the DC and the AC buses of hybrid microgrids. The experimental tests have been particularized to a 7.5 kW three-phase converter

composed by a 5 kW and a 2.5 kW module connected in parallel, emulating an eventual 50 % power expansion. 6) Is has been carried out the simulation study of a 2 MW photovoltaic system composed by four 500 kW inverters connected in parallel, showing that the control of the zero-sequence currents greatly reduces the value of the circulating currents and improve the system performance. 7) Finally, it has been proposed a control technique for the improvement of the global efficiency of high power photovoltaic centralized inverters, which is based in the use of bidimensional functional efficiency models to activate/deactivate the power modules according to the operation point of the photovoltaic farm.

VIEW FULL TEXT:https://riunet.upv.es/handle/10251/168190

Ebook: Inversores Fotovoltaicos conectados à rede-ENSAIOS E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA APOIO AO SETOR DE ENERGIAS RENOVÁVEIS DO RS, aprovado no Edital 01/2016 – Programa de Apoio aos Pólos Tecnológicos da Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul (SDECT/RS)

  VIEW FULL TEXT: https://inriufsm.com.br/wp-content/uploads/2023/06/Cartilha_virtual-_Ensaio_Inversores_Fotovoltaicos.pdf

Essa cartilha virtual é resultado do projeto ENSAIOS E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS PARA APOIO AO SETOR DE ENERGIAS RENOVÁVEIS DO RS, aprovado no Edital 01/2016 – Programa de Apoio aos Pólos Tecnológicos da Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul (SDECT/RS), Convênio DCIT 62/2016. Autores: 

Prof. Leandro Michels – UFSM (organizador) Prof. Lucas Vizzotto Bellinaso – UFSM

 Henrique Horst Figueira – UFSM 

Ricardo Jochann Franceschi Bortolini – UFSM 

Débora de Moura Steinhorst – UFSM

 Alexandre Torres Ruschel – UFSM 

Lucas Gais Gularte – UFSM

 Alisson Mazzorani Vieira – UFSM 

Igor Antônio Baldissera de Bitencourt – UFSM 

Mateus Nava Mezaroba – URI/Erechim 

Equipe do projeto: Prof. Dr. Leandro Michels (coordenador) – UFSM Prof. Dr. José Renes Pinheiro (pesquisador) – UFSM Prof. Dr. Hélio Leães Hey (pesquisador) – UFSM Prof. Dr. Cassiano Rech (pesquisador) – UFSM Prof. Dr. Cassiano Rech (pesquisador) – UFSM Prof. Dr. Julio Cezar Mairesse Siluk (pesquisador) – UFSM Prof. Dr. Luciano Schuch (pesquisador) – UFSM Prof. Dra. Morgana Pizzolato (pesquisadora) – UFSM Prof. Dr. Jorge Rodrigo Massing (pesquisador) – UFSM Prof. Dr. Elpidio Oscar Benitez Nara (pesquisador) – UNISC Apoio: Sonnen Energia Ltda - EPP DISTRIBUIÇÃO ONLINE GRATUITA Todos os direitos autorais estão reservados aos autores.

Projeto de um transformador de potência de média frequência (kHz)- Pedro Filipe Francisco Reis-Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

 

Projeto de um transformador de potência de média frequência (kHz) Pedro Filipe Francisco Reis

 Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

 Resumo 

Neste trabalho são apresentadas as equações necessárias para realizar o projeto de um transformador. São elaboradas considerações acerca da escolha do material do núcleo e dos enrolamentos de forma a minimizar os problemas introduzidos pelo caracter de média frequência do transformador. São calculados os parâmetros do transformador que se pretende construir tendo em conta as especificações iniciais. É apresentado o modelo do transformador e os seus parâmetros são estimados a partir de equações teóricas. Os parâmetros são estimados também recorrendo a um analisador de redes e ensaiando o transformador (ensaios em circuito aberto, curto circuito e carga). Um mapa de rendimento do transformador é apresentado. É elaborada uma simulação de simulink do transformador, usando os parâmetros estimados nos ensaios, de forma a validar os resultados obtidos.

 Abstract 

In this paper are described the equations needed to design a transformer. Some considerations about the choice of the core and windings materials are made, due to the medium frequency character of the transformer and are presented solutions to the problems. The parameters of the prototype to build are calculated and the prototype is mounted. The model of the transformer is presented and its parameters are estimated theoretically, with an impedance meter and testing the transformer in open circuit, short circuit and load condition. An efficiency map of the transformer is made. A Simulink simulation of the transformer, using the parameters obtained in the tests, is made to validate the results obtained before.

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 https://www.mediafire.com/file/2x41nqq7i345em1/PROJETO+E+CONSTRUÇÃO+DE+UM+CONVERSOR+MONOFÁSICO+EM+PONTE+H+MULTICELULAR.PDF/file

PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA PROJETO DE TRANSFORMADORES UTILIZADOS EM FONTES DE ALIMENTAÇÃO CHAVEADAS-CLÁUDIO LUÍS EBERT-UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA-BRASIL

 PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA PROJETO DE TRANSFORMADORES UTILIZADOS EM FONTES DE ALIMENTAÇÃO CHAVEADAS

 DISSERTAÇÃO SUBMETIDA À UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE  MESTRE EM ENGENHARIA ELETRICA. CLÁUDIO LUÍS EBERT FLORIANÓPOLIS, AGOSTO DE 1997. 

 RESUMO 

Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto de transformadores para uso em freqüência elevada, utilizados em fontes de alimentação chaveadas. A partir de estudos analíticos sobre os principais parâmetros envolvidos no projeto, a metodologia definida é implementada através do desenvolvimento de um programa computacional. A implementação de tal programa é feita tomando como suporte básico o software Borland Delphi, que combina uma interface gráfica, um compilador Pascal e um banco de dados. Dentre os objetivos deste trabalho destaca-se a otimização conjugada à facilidade no projeto do transformador, além da precisão e da possibilidade de se considerar parâmetros que normalmente são desprezados, muito embora importantes. O programa implementado é composto por telas de projeto, telas para seleção de materiais, um algoritmo matemático e bancos de dados. Dentre os bancos de dados destacam-se o dos materiais ferrimagnéticos (ferrites) de alguns fabricantes, e o dos núcleos, onde tem-se todas as características necessárias do mesmo. Desta forma o usuário dispõe rapidamente de informações decisivas no projeto e que, dada a estrutura do programa, podem ser completadas e atualizadas. Para a verificação dos projetos feitos via programa computacional, montou-se um inversor ponte completa, onde o transformador tem uma onda quadrada simétrica em seu enrolamento primário. A partir dos resultados obtidos experimentalmente comprova-se a eficácia do programa, a facilidade no projeto do transformador, bem como um funcionamento adequado do mesmo, validando desta forma a metodologia de projeto adotada.

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