Estratégia de controle de inversor fotovoltaico com adição de malha de controle de injeção de componente de corrente de sequência negativa

Abstract

Com a crescente demanda por energias renováveis, vem também aumentando a quantidade de unidades geradoras de energia fotovoltaica instaladas nas redes de baixa tensão. A instalação de unidades geradoras de energia fotovoltaica monofásicas e bifásicas na rede tem o potencial de piorar a qualidade da energia desta rede, já que quando não planejada, essas podem contribuir para o desequilíbrio de potência na rede. Esses desequilíbrios nas cargas da rede causam diversos prejuízos como contribuir para o desequilíbrio de tensão na rede, aumentar as perdas nos condutores e em enrolamentos de transformadores e causam o disparo de dispositivos de proteção. Quando instalada uma geração fotovoltaica trifásica na rede, essa por sua vez injeta potência equilibrada na rede e contribui de forma neutra com desequilíbrio de potência. Os módulos fotovoltaicos têm sua geração de energia atrelada à incidência solar, de forma que na maior parte do dia geram uma potência inferior à sua capacidade máxima de produção de energia. Assim, os inversores fotovoltaicos trabalham aquém da sua capacidade máxima. A hipótese deste trabalho é que podemos utilizar o inversor fotovoltaico trifásico para reduzir os desequilíbrios de corrente na rede elétrica de baixa tensão, controlando o inversor de forma a esse injetar de forma controlada correntes desequilibradas em oposição ao desequilíbrio original da rede, a fim de reduzir os desequilíbrios de corrente na rede elétrica. Esse trabalho desenvolve uma estratégia de controle e sua comprovação através de uma simulação numérica, que tem como objetivo diminuir os desequilíbrios de potência na rede elétrica de baixa tensão. Com a simulação numérica foi possível validar a estratégia proposta.With a growing demand for renewable energy, the number of photovoltaic generators installed in low voltage grids is also increasing. The installation of single-phase and two-phase photovoltaic (PV) inverters can worsen the quality of the electrical grid, as they can contribute to current unbalance in the electrical grid. The current unbalance in the electrical grid causes several damages such as: increasing loss in electrical conductors, increasing loss in transformer conductors and also causing tripping in protection devices. The installation of three-phase photovoltaic (PV) inverters in the electrical grid contributes neutrally to the current unbalance in the electrical grid. Photovoltaic modules have their energy generation linked to solar incidence, so that most of the day they produce a power lower than their energy production capacity. Thus, photovoltaic inverters operate below their maximum capacity. The hypothesis is that photovoltaic (PV) three-phase inverters can be used to reduce the current unbalance in the electrical grid, controlling the inverter so that it injects unbalanced currents in a controlled manner as opposed to the original grid unbalance, in order to reduce current unbalances in the electrical grid. This work develops a control strategy and its simulation, with the objective of reducing the current unbalance in the low voltage electrical grid. With the numerical simulation it was possible to validate the proposed strategy.