Controlador por modos deslizantes de segunda ordem aplicado a um compensador síncrono estático de distribuição
Resumo
Nos últimos anos se viu que a escassez dos combustíveis fosseis se torna cada vez mais
importante o aprimoramento das energias renováveis, tais como: micro hidro geração, energia
solar, energia eólica e outras.
A razão para tal importância se deve a consolidação do que é chamado futuro em termos
de geração de energia, sendo este baseado na descentralização da geração de energia através de
redes interligadas de pequenos centros geradores/consumidores.
A nível de distribuição, as fontes de geração distribuída, juntamente com as cargas conectadas
ao seu barramento, formariam o que é definido como uma micro-rede.
Dependendo da carga instantânea e da capacidade de geração instalada, uma microrede
pode comportar-se como um ponto de consumo ou de geração de energia em diferentes
momentos, sendo capaz também de operar conectada à rede ou de forma ilhada de acordo com
a qualidade da energia fornecida ou necessidade do sistema em caso de falta.
Um sistema de geração baseada em um gerador de indução auto excitado (GIAE) operando
isolado (ilhado) o que vem a atender estas demandas das chamadas micro-redes. Este
tipo de microgeração de energia elétrica pode atender uma série de pequenas cargas se valendo
da utilização de pequenas quedas d água e também turbinas eólicas, localizadas fora dos grandes
centros urbanos, devido basicamente as suas características de robustes mecânica e baixo
custo, quando comparadas às máquinas síncronas. Estes recursos energéticos podem suprir a
necessidade de propriedades rurais ou comunidades isoladas, tais como na região Amazônica,
que não estejam próximas do sistema elétrico.
Algumas técnicas de controle foram utilizadas para o sistema GIAE, tais como controladores
por histerese e controladores proporcionais-integrais, as quais apresentaram a vantagem
relacionada a simplicidade estrutural, porém os controladores não apresentam um grau de robustez
adequado. Neste sentido, a presente Dissertação de Mestrado trata do estudo de um
controle robusto baseado em modos deslizantes de um sistema GIAE para regulação de tensão
baseado em um conversor estático de reativos distribuído DSTATCOM. Este controlador
busca incrementar o grau de robustez se comparado aos controladores anteriormente propostos.
O controle de frequência não foi abordado nesta dissertação, porém, a regulação de tensão é
realizada a partir do controle da potência reativa do conjunto.
Utilizando um sistema implementado contendo um acoplamento motor/gerador e um inversor
pwm que pode emular o comportamento de uma micro central hidrelétrica ou eólica. Os
terminais do GIAE alimentam um barramento onde são conectadas cargas com características
distintas, caracterizando uma micro-rede, tendo como objetivo a regulação de tensão fornecida
pelo gerador ao sistema isolado.
Ao longo desta dissertação, resultados de simulações e experimentais são apresentados,
a fim de que, seja demonstrada a aplicabilidade dos métodos de controle, seus desempenhos e a
viabilidade técnica do sistema.