Análise da conexão do inversor trifásico.
É proposta uma conexão de inversor trifásico com uma conexão neutra, ou seja, inversor trifásico de quatro fios. O sistema UPS é alimentado por um inversor trifásico de quatro fios e a tensão do ponto neutro da carga é baixa para atender aos requisitos do sistema. Os inversores de quatro pernas fornecem efetivamente a conexão neutra no sistema trifásico de quatro fios. Eles são usados em muitas aplicações para lidar com a corrente neutra causada pela carga desequilibrada e não linear. A carga desequilibrada torna-se não linear onde o neutro das cargas é acessível. O inversor de quatro pernas produz as três tensões de saída independentemente com uma perna adicional. A principal característica de um inversor trifásico com uma perna neutra adicional é sua capacidade de lidar com o desequilíbrio de carga em um sistema. O objetivo do inversor trifásico de quatro pernas é manter a forma de onda de tensão de saída senoidal desejada para todas as condições de carga e transientes. A conexão neutra está presente para lidar com a corrente de terra devido a cargas desequilibradas. A viabilidade da técnica de modulação proposta é verificada pelo Matlab/Simulink.
Uma nova abordagem para adaptar um controle de potência direto convencional (DPC) para aplicações de alta potência, onde um filtro LCL de terceira ordem é frequentemente necessário. O filtro LCL pode causar uma forte ressonância e requer esforço adicional para o controle do sistema. Ainda não foi considerada a aplicação de um DPC para o controle de um inversor trifásico de fonte de tensão de conexão de inversor que está conectado à rede por meio de um filtro. Análise da conexão do inversor trifásico.A adição de uma estratégia de amortecimento ativo, juntamente com uma malha de controle de rejeição harmônica, ao DPC convencional é proposta e analisada neste artigo. O estado estacionário, bem como o desempenho dinâmico do sistema proposto, é verificado com resultados de simulação e medidas experimentais.
Controle de vetor espacial de corrente contínua de um filtro de potência ativa (APF) baseado em uma conexão de inversor trifásico. O método proposto gera indiretamente a referência de corrente de compensação usando uma condutância equivalente da componente fundamental usando o controle de tensão do barramento CC da APF. O controle proposto pode escolher seletivamente componentes de corrente harmônica por transformada rápida de Fourier em tempo real para gerar a corrente de compensação. A corrente de compensação é representada em um sistema de coordenadas rotativas com estados de comutação escolhidos de uma tabela de comutação implementada em uma matriz de portas programável em campo. Além disso, também é apresentado um APF trifásico de quatro fios baseado em um inversor de três níveis fixado em ponto neutro. O APF proposto elimina harmônicos em todas as três fases, bem como a corrente de neutro. Um sistema inversor NPC trifásico de três fios pode ser usado como um sistema trifásico de quatro fios, uma vez que os capacitores cc divididos fornecem uma conexão neutra.
A presença crescente de geradores distribuídos monofásicos e cargas desequilibradas no sistema elétrico de potência pode levar ao desequilíbrio das tensões trifásicas, resultando em aumento das perdas e aquecimento. Os operadores de redes de distribuição (DNOs) estão cada vez mais sendo desafiados a manter a qualidade de energia necessária. Para reduzir o desequilíbrio de tensão, os DNOs estão procurando conectar unidades DG maiores às três fases, em vez de uma conexão monofásica. A conexão do inversor trifásico pode ser realizada pela conexão do inversor trifásico ou por um inversor trifásico. Cada topologia de inversor pode ser implementada com diferentes estratégias de controle. O controle pode ser equipado com funções de filtragem de energia ativa que podem melhorar a qualidade da energia. Neste artigo, estuda-se o efeito da conexão de unidades DG por meio de uma conexão inversora trifásica de uma conexão monofásica no desequilíbrio de tensão.
A conexão em série de células de potência em configurações assimétricas em cascata ajuda a cancelar níveis de saída redundantes e maximizar o número de níveis diferentes gerados pelo inversor. Uma nova configuração de inversor de fonte de tensão em cascata assimétrica de conexão de inversor trifásico é apresentada. Esta estrutura consiste em blocos inversores sub-multiníveis conectados em série. O número de interruptores utilizados, circuitos de acionamento de porta isolados, tensão permanente nos interruptores, área de instalação e custo são consideravelmente reduzidos. As tensões CC de célula em cascata em cada perna do inversor formam uma sequência aritmética com diferença comum de E. Com as fontes CC do inversor selecionadas, os métodos de controle de modulação por largura de pulso de alta frequência (PWM) podem ser aplicados efetivamente sem perda de modularidade. Técnicas de PWM de baixa frequência e senoidal foram aplicadas com sucesso. Assim, demonstra-se alta flexibilidade na modulação do inversor proposto.
É fornecido um inversor pequeno e altamente à prova de vibração capaz de detectar uma corrente de fase sem exigir o desenvolvimento de software de controle complicado e sem causar distorção de corrente. Resistores de derivação que servem como um tipo de detector de corrente são fornecidos, respectivamente, entre os elementos de comutação do braço inferior em apenas duas fases - e o lado negativo de uma fonte de alimentação CC.Análise da conexão do inversor trifásico. Um período LIGADO idêntico é reduzido dos períodos LIGADOS dos elementos de comutação do braço superior no ciclo da portadora inteiramente para três fases. Consequentemente, a corrente de fase é detectada para as duas fases fornecidas com os resistores de derivação. O inversor pode detectar a corrente de fase sem complicar o software de controle e sem causar distorção de corrente, controlando o circuito do inversor com o software de controle incorporado no circuito de controle através de linhas de conexão.
Os conversores de energia em aplicações de conexão à rede geralmente empregam a técnica de Modulação por Largura de Pulso Sinusoidal (SPWM). Filtros passivos são empregados para atenuar as ondulações de corrente de chaveamento geradas e reduzir ressonâncias entre a rede e o inversor. A conexão do inversor de primeira ordem, segunda ordem e trifásico são filtros típicos para inversores de fonte de tensão conectados à rede. Praticamente, devido ao tamanho do sistema, peso e requisitos de custo, o filtro LCL é o mais comumente usado entre outros para a integração do VSI trifásico na rede. No entanto, a estabilidade do sistema de controle é afetada pela característica de subamortecimento do filtro LCL, portanto, apresenta desafios ao problema de controle. Inúmeras estratégias de controle, como controle repetitivo, preditivo, multiloop e regulação de histerese, foram propostas para melhorar a estabilidade dos VSIs conectados à rede.
Neste trabalho, foi pesquisado o sistema inversor trifásico bimodo, cuja entrada foi um sistema de banco de baterias com geração fotovoltaica. Este sistema pode ser operado em modo autônomo, conectando-se à carga local e também em modo conectado à rede, em paralelo com a rede. No modo autônomo, o sistema funcionava como fonte de tensão, enquanto no modo conectado à rede, a corrente de saída do inversor era controlada seguindo a rede. Um algoritmo de transição para restringir o pico de corrente e a detecção rápida do status do switch e da rede garantem a transição perfeita entre o conectado à rede e o autônomo. Este sistema inversor tem como vantagem a estrutura simples e de fácil implementação, de modo que era adequado para micro-rede.
O trabalho proposto é projetar um conversor eletrônico de potência para reduzir os problemas de qualidade de energia. Devido ao aumento do uso de conversores eletrônicos de potência para o processamento de energia, os problemas de qualidade de energia tornaram-se o tópico de pesquisa quente no passado recente. À medida que o nível de potência aumenta, o nível de tensão é aumentado de acordo para obter eficiência satisfatória. Durante as últimas décadas, a classificação de tensão de semicondutores de alta tensão de comutação rápida, como o transistor bipolar de porta isolada (IGBT), aumentou. Ainda assim, há necessidade de conexão em série de dispositivos de comutação. Nesta área de aplicações, o conversor de potência multinível tem apresentado crescente popularidade. As vantagens fundamentais das topologias do conversor multinível são formas de onda de saída de baixa distorção e tensão de tensão limitada nos dispositivos de comutação e, portanto, as interferências eletromagnéticas reduzidas nas formas de onda de saída. As principais desvantagens são maior complexidade e controle mais difícil, mas podem ser superadas usando controladores digitais modernos.
Possui a mesma construção do inversor convencional de conexão do inversor trifásico que é interligado ao sistema de distribuição trifásico monofásico. Embora o circuito proposto não tenha transformador de saída, ele pode ser equivalentemente executado como o inversor monofásico em cascata dupla, desviando o transformador de pólo no sistema da concessionária. Ao controlar o esquema apropriado, as correntes de saída podem ser obtidas como as formas de onda de cinco níveis e suas distorções podem ser diminuídas o suficiente. Ele é aplicado ao sistema interativo de armazenamento de energia elétrica com baterias e as características básicas de descarga são discutidas experimentalmente.
Com o aumento do uso de fontes renováveis, o estudo de esquemas de controle para melhor controle dos sistemas de geração distribuída e conexão à rede tornou-se muito vital para alcançar uma melhor estabilidade do sistema. Análise da conexão do inversor trifásico.Esta tese fornece um estudo do esquema de controle para interligação entre uma fonte CC e uma rede CA. Um possível esquema de controle é estudado e simulado no Simulink. O comportamento do sistema é analisado submetendo-o a diferentes mudanças nos parâmetros e nas condições da rede. A implementação do esquema é feita usando o modelo dSpace e Simulink. Apenas a implementação de Baixa Tensão é realizada e testada nesta tese.
O uso de inversores de tensão trifásicos (conversores CC para CA) é frequentemente encontrado no sistema elétrico de potência, como na conexão de energia fotovoltaica com o restante da rede. O artigo propõe um método de controle de realimentação não linear para conexão de inversores trifásicos, que é baseado na teoria da planicidade diferencial e um novo método de filtragem não linear sob o nome de Filtro de Kalman não linear livre de derivativos. Primeiro, mostra-se que o modelo dinâmico do inversor é diferencialmente plano. Isso significa que todas as suas variáveis de estado e as entradas de controle podem ser escritas como funções de uma única variável algébrica que é a saída plana. Ao explorar as propriedades de planicidade diferencial, mostra-se que o modelo do inversor pode ser transformado para a forma canônica linear (de Brunovsky). Para esta última descrição torna-se possível o projeto de um controlador de realimentação de estado, por exemplo, usando métodos de posicionamento de pólos. Além disso, para estimar as variáveis de estado não mensuráveis do equivalente linearizado do inversor, é utilizado o Filtro de Kalman não linear livre de derivadas.
O modelo matemático baseado na teoria de Parks permite a análise de todo o espectro (carro elétrico; inversor de frequência) para acionar o trólebus elétrico feito no ASTRA Bus Arad. Para remover harmônicos de ordem superior, é usada a forma de onda PWM da tensão de alimentação, definida no caso geral. As características de operação do acionamento do motor elétrico são definidas para frequência subnominal e para diferentes ângulos dos elementos de comutação de controle na construção do inversor. As tensões no estator da máquina equivalente são determinadas por três componentes: o componente fundamental; o segundo componente correspondendo aos harmônicos de ordem superior, que giram em conexão direta; e o terceiro componente apropriado de harmônicos de ordem superior, que são girados em sentido inverso. O modelo matemático desenvolvido ajudará a determinar os harmônicos que influenciam negativamente o desempenho.
A tese está preocupada com o uso do sistema de armazenamento de energia do volante em aplicação de nivelamento de carga de utilidade. O trabalho apresentado consiste em duas partes, primeiro, uma avaliação de esquemas de nivelamento de carga da concessionária com FESS como meio de armazenamento de energia e, segundo, o desenvolvimento da interface eletrônica de potência do FESS para a concessionária. A tese apresenta um estudo para avaliar esquemas de nivelamento de carga FESS em uma empresa de fornecimento e distribuição de eletricidade do Reino Unido. Identifica e quantifica os custos e benefícios dos esquemas e realiza uma avaliação financeira com base nos métodos do Valor Presente Líquido e da Taxa Interna de Retorno. Os resultados indicam que os esquemas DSM que utilizam FESS podem ser financeiramente viáveis para um negócio de fornecimento e distribuição de eletricidade do Reino Unido em um cenário FESS produzido em massa e fornecem aos fabricantes e desenvolvedores de FESS metas de custo para tais aplicações. As conclusões tiradas fornecem a motivação para novas pesquisas técnicas realizadas no âmbito do programa de trabalho.
Comparado com os controladores tradicionais, como o PI, baseado na teoria clássica de controle, o artigo aplica a teoria do controle passivo ao projeto de controladores inversores conectados à rede LCL trifásicos. O modelo matemático do sistema baseado em Euler-Lagrange é estabelecido, e o método de amortecimento da armadilha é utilizado para suprimir os picos de ressonância gerados pelo sistema, de modo que o sistema atenda aos requisitos de conexão à rede. Os resultados da simulação verificam a viabilidade do esquema.
Como uma interface comercial, os inversores de fonte de tensão trifásicos (VSI) são comumente equipados para conversão de energia para exportar energia CC da maioria das gerações distribuídas (DG) para a concessionária de CA. Os conversores de fonte de tensão não apenas se encarregam de converter a energia para as cargas, mas também suportam a tensão da rede no ponto de conexão comum (PCC), que depende da condição das cargas conectadas à rede. Este artigo explora a colisão de borda e seu mecanismo de interação entre o VSI, cargas interativas resistivas e grades, que se manifesta como a emergência alternada das operações de inversão e retificação, onde a operação normal é encerrada e uma nova é assumida.Análise da conexão do inversor trifásico. Seu efeito mútuo na qualidade de energia sob investigação causará o problema de estabilidade do circuito e deteriorará ainda mais a capacidade de regulação de tensão do VSI, aumentando drasticamente os harmônicos de tensão da rede. Verifica-se em uma visão orientada ao projeto que a operação de colisão de borda será induzida dentro do espaço de parâmetros inadequado em relação às linhas de transmissão.
Atualmente os inversores multiníveis são amplamente utilizados em aplicações de eletrônica de potência. Os inversores multinível são recomendados para aplicações de média e alta tensão. Os inversores multinível tornaram-se mais populares devido à redução das perdas de comutação, baixo custo, baixa distorção harmônica e capacidade de alta tensão quando comparados aos inversores PWM tradicionais. Este artigo trata de um conversor multinível híbrido que é sintetizado de um inversor multinível grampeado em ponto neutro e um inversor multinível em cascata. O conversor multinível híbrido é proposto para grandes potências de média tensão. O conversor proposto consiste em um inversor de fonte de tensão conectado com módulos de meia ponte em cada fase. Com a conexão proposta grande parte da energia pode ser precedida pelo VSI conectando um único retificador multipulso. Os compartilhamentos de energia menores processados dentro dos módulos de meia ponte. O esquema de modulação para inversor multinível híbrido é naturalmente alcançado usando circuito lógico.
Com o crescente uso de inversores na geração distribuída, o problema dos harmônicos injetados torna-se crítico. Esses harmônicos requerem a conexão de filtros passa-baixa entre o inversor e a rede. Este artigo apresenta um método de projeto para o filtro LC de saída em aplicações acopladas à rede em sistemas de geração distribuída. O projeto está de acordo com os padrões de harmônicos que determinam o nível de harmônicos de corrente injetados na rede da rede. Expressões analíticas para a corrente máxima de ondulação do indutor são derivadas. O projeto do capacitor do filtro depende do nível permitido de componentes de comutação injetados na rede. Diferentes técnicas de amortecimento de filtro passivo para suprimir efeitos de ressonância são investigadas e avaliadas. Os resultados simulados são incluídos para verificar as expressões derivadas.
Um inversor de quatro pernas de dois níveis foi desenvolvido para os compensadores de qualidade de energia trifásicos de quatro fios. Quando aplicado a compensadores de média e grande capacidade, a tensão de tensão em cada chave é tão alta que o dv/dt correspondente causa grande interferência eletromagnética. As topologias de inversores de fonte de tensão multinível são bons substitutos, pois podem reduzir o estresse de tensão e melhorar os conteúdos harmônicos de saída. O inversor de três níveis de fixação de ponto neutro (NPC) existente em sistemas trifásicos de três fios também pode ser usado em sistemas trifásicos de quatro fios, porque os capacitores cc divididos fornecem uma conexão neutra. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre o inversor NPC de três níveis e quatro pernas e o inversor NPC de três níveis. Uma modulação vetorial de espaço tridimensional aplicável rápida e generalizada (3DSVM) é proposta para controlar um inversor NPC de três níveis em um sistema trifásico de quatro fios. A componente de seqüência zero de cada vetor é considerada para implementar a compensação de corrente de neutro.
O inversor bidirecional pode cumprir os modos de conexão à rede e retificação com correção do fator de potência. O controle proposto inclui duas abordagens, uma abordagem de regulação de ciclo de linha (OLCRA) e abordagem de regulação de ciclo de linha de um sexto (OSLCRA), que levam em consideração a capacitância do barramento CC e a tensão do barramento CC de controle para rastrear uma relação linear entre o tensão do barramento CC e corrente do indutor do inversor. Uma vez que ambas as abordagens requerem o parâmetro de capacitância do barramento dc, este artigo apresenta primeiro a determinação do tamanho do capacitor do barramento dc e um método de estimativa de capacitância online. Com o OLCRA, o inversor sintoniza a tensão do barramento CC a cada ciclo de linha, o que pode reduzir a frequência de mudança de modo de operação e distorção de corrente. O OSLCRA ajusta o comando de corrente a cada sexto ciclo de linha para se adaptar à variação abrupta de tensão do barramento CC.
A conexão de fontes de energia distribuídas com a rede elétrica geralmente necessita de um conversor eletrônico de energia para processar a energia gerada localmente e injetar corrente no sistema. Se a fonte fornecer uma tensão CC, o conversor deve ser capaz de produzir uma corrente CA de alto fator de potência e baixa distorção. Os mesmos aspectos relacionados com a distorção de tensão e corrente produzida por cargas não lineares podem ser considerados para a injeção de potência na rede. Na ausência de um padrão específico, este trabalho toma como referência os limites para harmônicos de corrente dados por padrões internacionais. A justificativa para esta abordagem é que, a partir da degradação da tensão de linha resultante, não há diferença entre as correntes injetadas e absorvidas. Este artigo apresenta um inversor trifásico usando comutação de baixa frequência. Um circuito auxiliar é adicionado à topologia do inversor para reduzir a distorção da tensão de saída, melhorando assim a forma de onda da corrente.
A fim de investigar o desempenho do sistema para conexão à rede, um sistema de geração de energia fotovoltaica de 50 kW incluindo um inversor trifásico DC/AC é projetado, fabricado e construído. Este artigo descreve o projeto do sistema e o desempenho de uma planta fotovoltaica de 50 kW ligada à rede, que consiste em células solares, inversor DC/AC, rede elétrica. Especialmente, o esquema de controle de um inversor PWM trifásico controlado por corrente usando a transformação do eixo dq é apresentado e, em seguida, os resultados experimentais mostram que o sistema proposto tem um comportamento altamente eficientemente estável com um fator de potência unitário em operação interativa com a concessionária. Além disso, os resultados dos testes de campo mostram que a taxa de utilização do sistema é de cerca de 13.4%.
A estabilidade de pequenos sinais é uma preocupação importante em sistemas de energia CA baseados em inversores trifásicos. A abordagem baseada em impedância baseada no critério de estabilidade generalizado de Nyquist (GNC) pode analisar a estabilidade relacionada com os modos de média e alta frequência dos sistemas. No entanto, o GNC envolve o cálculo do pólo do meio plano direito (RHP) de matrizes de função de transferência de taxa de retorno, que não pode ser evitado para análise de estabilidade de sistemas de energia CA complicados. Portanto, são necessárias informações detalhadas de controle interno dos inversores, que normalmente não estão disponíveis para inversores comerciais. Para resolver este problema, este artigo apresenta o Método de Conexão Componente (CCM) no domínio da frequência para análise de estabilidade no quadro síncrono dq, propondo um método de derivação da matriz de impedância das redes de conexão de sistemas de potência CA baseados em inversores.
Os códigos de rede estão sendo revisados para incluir requisitos adicionais para energia renovável, à medida que a potência instalada aumenta. Portanto, é necessário desenvolver sistemas de controle capazes de atender a esses novos requisitos, que geralmente incluem a capacidade de operar sob tensões de rede desequilibradas sem poluir a rede, entre outros. Este trabalho apresenta um inversor trifásico para conexão de geradores fotovoltaicos à rede, com rastreamento de ponto de máxima potência fuzzy e capacidade de controle de potência reativa. A principal característica do inversor é que o sistema de controle foi projetado para lidar com condições de tensão desbalanceadas.
Um inversor de tiristores com N ramos paralelos é controlado por uma fonte de alimentação de impulso que normalmente excita os tiristores individuais em cada ramo em sucessão cíclica. Na presença de uma sobrecarga em um ramal, a fonte de impulso é comutada para um modo de override que excita simultaneamente todos os tiristores do inversor. Uma bobina disposta em cada uma das ramificações do inversor define, com um circuito reativo incluindo um capacitor de armazenamento conectado através das ramificações, um circuito oscilatório. A indutância das bobinas de ramificação é escolhida de modo que durante o modo de override, a corrente oscilatória seja maior em magnitude do que a corrente de sobrecarga. Os tiristores do inversor são assim extintos durante o meio ciclo de oscilação em que a polaridade da oscilação se opõe à da corrente de sobrecarga. Após esse quench, a fonte de impulso pode ser desabilitada para evitar a re-ignição dos tiristores, ou comutada de volta ao seu modo normal.
Um inversor DC para AC bifásico que inclui três circuitos inversores de modo de chaveamento de uma perna ou um circuito de ponte trifásica e um circuito controlador/driver. O circuito controlador/driver inclui um gerador de forma de onda triangular e dois geradores de forma de onda de referência senoidal fora de fase um com o outro, as formas de onda sinusoidais geradas na frequência de saída CA desejada e a forma de onda triangular gerada em uma frequência mais alta. O circuito controlador/driver é configurado para acionar uma perna do circuito de ponte com um ciclo de trabalho de 50% na frequência de forma de onda triangular e as outras duas pernas na frequência de forma de onda triangular com sinais modulados por largura de pulso, as larguras de pulso de cada sinal variando com uma discreta das formas de onda senoidais. Cada fase da CA bifásica é fornecida pelo inversor entre a perna acionada no ciclo de trabalho de 50% e uma discreta das outras pernas.
Conversores de energia em aplicações de conexão de rede geralmente empregam a técnica de Modulação de Largura de Pulso Sinusoidal. Filtros passivos são empregados para atenuar as ondulações de corrente de chaveamento geradas e reduzir ressonâncias entre a rede e o inversor. As topologias de filtros de primeira ordem, segunda ordem e terceira ordem são filtros típicos para inversores de fonte de tensão conectados à rede. Praticamente, devido ao tamanho do sistema, peso e requisitos de custo, o filtro LCL é o mais comumente usado entre outros para a integração do VSI trifásico na rede. No entanto, a estabilidade do sistema de controle é afetada pela característica de subamortecimento do filtro LCL, portanto, apresenta desafios ao problema de controle.Análise da conexão do inversor trifásico. Inúmeras estratégias de controle, como controle repetitivo, preditivo, multiloop e regulação de histerese, foram propostas para melhorar a estabilidade dos VSIs conectados à rede.
A crescente utilização de gerações distribuídas no sistema de energia pode levar a problemas de proteção. Portanto, nos métodos convencionais, os GDs devem ser desconectados da rede na condição de falha. No caso de alta penetração de GDs, esta estratégia leva ao problema de afundamento de tensão. Neste artigo, os GDs baseados em inversores são controlados adequadamente na condição de falha em vez de se desconectarem da rede. Essa abordagem é chamada de estratégia de passeio de falha. Os resultados da simulação mostram que a corrente de falta é mantida na faixa desejada pelo algoritmo proposto e a coordenação da proteção antes da conexão do DG permanece intacta mesmo após a conexão do DG. Além disso, o afundamento de tensão é melhorado devido à injeção de potência reativa dos DGs durante a condição de falha. Além disso, este método não tem nenhum custo adicional porque a estratégia de controle proposta é realizada no inversor interfaceado e não há necessidade de usar elementos adicionais.
