Desenvolvimento de um Conversor CA-CC para o Condicionador Ativo Série de um UPQC Trifásico

Abstract

Com o crescente incremento do uso de cargas não-lineares, cada vez mais tem aumentado a degradação da qualidade de energia elétrica. Este aumento deve-se ao facto de que muitos dos equipamentos que utilizamos hoje em dia requerem que se converta a tensão alternada da rede elétrica em tensão contínua através de díodos ou tirístores. Estes equipamentos, chamados de cargas não-lineares, provocam vários tipos de problemas em relação à qualidade de energia elétrica, como distorção das formas de onda de tensão e corrente, sobreaquecimento de cabos de alimentação e transformadores, funcionamento incorreto de determinados equipamentos mais sensíveis, entre muitos outros problemas. Para resolver essas questões, apresenta-se, nesta dissertação, o processo de desenvolvimento de um protótipo de um condicionador ativo série, o qual permite a compensação dos seguintes problemas de qualidade de energia elétrica: sags, swells, desequilíbrios e harmónicos de tensão. Esta dissertação destaca-se pelo facto de estar englobada num equipamento denominado UPQC (Unified Power Quality Conditioner – Condicionador Unificado de Qualidade de Energia Elétrica), que adicionalmente também integra uma interface com energias renováveis. Ao longo deste documento é descrito, passo a passo, o estado da arte sobre o tema mencionado, sendo apresentado o levantamento de algumas topologias e algoritmos de controlo existentes, com ulterior escolha de cada um deles, bem como a implementação e teste com interpretação dos resultados obtidos.

With the increasing raise of the use of non-linear loads, there has been a raise on the degradation of the electric power quality. This raise is due to the fact that many equipments we use nowadays require that the AC voltage of the electrical network needs to be converted to DC using diodes or thyristors. This hardware, called non-linear loads, causes various types of problems regarding to the electrical power quality, such has distortion of the waveforms of voltage and current, overheating of the power cables and transformers, malfunction of more sensitive equipment, among many other problems. To solve these questions, is presented on this dissertation, the process of developing a prototype of an active conditioner series, which allows the compensation of the following electric power quality problems: sags, swells, imbalances and voltage harmonics. This dissertation stands out because it is included in a UPQC (Unified Power Quality Conditioner) in which integrates an interface with renewable energies. Throughout this document, the state of the art on the mentioned topic is described step by step and presented the survey of some existing control algorithms, with subsequent choice of each one, as well as the implementation and test with interpretation of the obtained results.