Inversores Fotovoltaicos Multifuncionais Aplicados na Correção do Fator de Potência e na Compensação de Harmônicos
Nome: FABRICIO NUNES PAIVA
Data de publicação: 12/03/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| AUGUSTO CESAR RUEDA MEDINA | Presidente |
| HELIO MARCOS ANDRE ANTUNES | Coorientador |
| LUCAS FRIZERA ENCARNACAO | Examinador Interno |
| RAFAEL SANTOS FREIRE FERRAZ | Examinador Externo |
Resumo: O panorama dos sistemas elétricos em todo o mundo está passando por uma transformação significativa, marcada pela crescente inserção de fontes alternativas e renováveis de geração de energia, como a solar, a eólica, as pequenas centrais hidrelétricas (PCHs), entre outras. Esse fenômeno é amplamente conhecido como geração distribuída (GD). No Brasil, o setor fotovoltaico destaca-se como líder na instalação de usinas, impulsionado por fatores como a ampla disseminação dessa tecnologia, a facilidade de instalação e a abundante radiação solar disponível em grande parte do território nacional. No entanto, a integração da geração fotovoltaica em sistemas elétricos pode acarretar desafios relacionados à Qualidade da Energia Elétrica (QEE), particularmente no que se refere ao fator de potência. A geração de energia elétrica por sistemas fotovoltaicos pode resultar em uma diminuição do fator de potência da instalação, uma vez que a potência ativa fornecida à carga pela rede é reduzida, enquanto a potência reativa permanece inalterada em relação ao sistema sem a geração fotovoltaica. Outro problema que pode ser observado em uma instalação é devido à geração de correntes harmônicas originadas por cargas não lineares, que podem comprometer a integridade de equipamentos e condutores, além de afetar o desempenho geral do sistema elétrico. Diante desse contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia para a melhoria da QEE em um modelo de sistema elétrico trifásico, utilizando um conversor multifuncional baseado em um inversor fotovoltaico trifásico com filtro LC (filtro passivo com indutor e capacitor). Este sistema integra cargas lineares, não lineares e geração solar distribuída. A abordagem apresentada visa mitigar os impactos negativos causados pelo baixo fator de potência e pelas correntes harmônicas, otimizando a operação e a confiabilidade do sistema. Com o inversor multifuncional proposto, o fator de potência foi elevado de 0,80 atrasado para 0,92 atrasado, enquanto a distorção harmônica de corrente reduziu de 15% para 3,34%. Além disso, outra vantagem observada nesse trabalho foi a redução na quantidade de controladores do tipo proporcional ressonante (PR) na malha de controle com o controle do inversor em coordenadas dq0, no qual apenas um controlador PR é capaz de controlar duas ordens de frequências harmônicas em coordenadas abc. A validação da estratégia de controle é realizada por meio de simulações computacionais implementadas no ambiente de desenvolvimento do software MATLAB/Simulink.
