Filtro Ativo Híbrido na Transformação de Microrredes com Alta Impedância em Barramento Quasi-infinito.

Abstract

Microrredes isoladas sofrem com problemas de qualidade de energia, como distorções harmônicas e ressonâncias, devido ao valor elevado das impedâncias de saída dos conversores que as compõem. Estas impedâncias são normalmente associadas aos filtros LCL necessários na saída dos conversores para reduzir seu ruído de chaveamento. Como são impedâncias complexas, elas são dependentes da frequência, e então muito sensíveis ao conteúdo harmônico das correntes de carga. Isto leva a distorções significativas na tensão da microrrede, altamente dependente da corrente de carga, que resulta em uma qualidade de energia indesejável para os consumidores. Os filtros ativos híbridos são uma escolha razoável para compensação harmônica possibilitando um desempenho aprimorado na filtragem com custo reduzido quando comparados aos filtros ativos convencionais. Esta tese propõe uma nova aplicação para os filtros ativos híbridos como forma de melhorar o desempenho de microrredes isoladas com alta impedância equivalente. O filtro híbrido altera a impedância equivalente da microrrede fazendo com que ela se comporte como um sistema mais forte, transformando-a em um barramento quasi-infinito, se tornando assim menos sensível aos problemas de qualidade de energia já mencionados. É apresentada a conceituação das microrredes e dos conversores que dela fazem parte e a implementação prática de uma microrrede monofásica composta por um conversor e cargas com diferentes características. Os problemas relacionados à qualidade da energia nesta microrrede são demonstrados por meio de ensaios práticos e possíveis soluções são brevemente discutidas. Os conceitos e fundamentos do filtro ativo híbrido são apresentados juntamente com a implementação prática de um protótipo monofásico e seu funcionamento é comprovado através de resultados práticos. Por fim o filtro é inserido na microrrede onde, por meio de resultados experimentais, se mostra capaz de mitigar os problemas de qualidade de energia gerados pelas cargas não lineares dentro da microrrede. Também são feitas análises mostrando a alteração da impedância equivalente da fonte com a ação do filtro híbrido, tornando a microrrede um barramento quasi-infinito.