Controle repetitivo adaptativo em estrutura aplicado em conversor estático conectado à rede elétrica

Abstract

Devido à forte adoção de fontes de energia renováveis e ao crescente uso de cargas não lineares conectadas à rede elétrica, há um aumento na contaminação harmônica e na potência reativa demandada da rede, o que pode levar a uma série de problemas tanto para os consumidores quanto para as redes de distribuição. Diversas normas relacionadas à qualidade de energia restringem os impactos sobre a rede elétrica, sendo uma das soluções amplamente difundidas na literatura o uso de filtros ativos de potência (FAPs). Esses dispositivos são capazes de compensar, dependendo da estratégia de controle empregada, distúrbios de tensão na carga e/ou de correntes demandadas da rede elétrica. Nesse contexto, o presente trabalho propõe um controlador repetitivo (RC) adaptativo em estrutura, o qual é baseado na célula primitiva repetitiva (PRC) complexa de ordem genérica (nk + m RC). O controlador proposto utiliza um algoritmo para a detecção das componentes harmônicas do sinal de referência, empregando uma única transformada de Fourier discreta (DFT) para calcular as componentes harmônicas de sequência positiva e negativa a serem compensadas. Adicionalmente, um algoritmo é proposto para calcular a distorção harmônica total vetorial (VTHD) em tempo de execução. Com base nesses dois algoritmos, os parâmetros do controlador RC (n, m e Krc) são sintonizados autonomamente, ainda que haja mudança na carga e nos distúrbios da tensão da rede. A solução proposta é validada para o controle das correntes de saída de um FAP trifásico em paralelo, utilizado para atenuar a contaminação harmônica gerada por uma carga (retificador trifásico a diodos) para três diferentes cenários de tensão da rede: tensões equilibradas, afundamento monofásico e elevação monofásica. Por fim, é realizada uma comparação entre o controlador proposto e outros três controladores, consolidados na literatura, a partir da qual observa-se que o controlador proposto apresenta desempenho satisfatório e boa adaptabilidade em diferentes cenários.