Conversores Estáticos Utilizados em Redes Ativas de Distribuição Situação dos semicondutores e conversores para controle de fontes distribuídas

Transcrição

1 Conversores Estáticos Utilizados em Redes Ativas de Distribuição Situação dos semicondutores e conversores para controle de fontes distribuídas Marcelo Lobo Heldwein, Dr. Sc. <heldwein@inep.ufsc.br> Refs.: Situação dos semicondutores Parte 1 2

2 Aplicações de eletrônica de potência 3 3 Tecnologias dentro da eletrônica de potência 4 4

3 Semicondutores (hoje) 5 5 Semicondutores (avanços em IGBTs) 6 6

4 Disponibilidade de semicondutores 7 7 Comparação de semicondutores 8 8

5 Aonde se pode ganhar com novos semicondutores 9 9 Aonde se pode ganhar com novos semicondutores 10 10

6 Exemplo para o futuro Novo dispositivo: SiC-IEMOSFET Exemplo para o futuro Novo dispositivo: SiC-IEMOSFET 12 12

7 Exemplo para o futuro P=32,4 kw Topologias de conversores como interfaces entre fontes distribuídas e redes de distribuição Parte 2 14

8 Microrredes Energia eólica 16 16

9 Energia eólica Energia eólica 18 18

10 Energia eólica Energia eólica participações dos conceitos 20 20

11 Energia eólica conversores utilizados Soft-starter (mais usado) Energia eólica conversores utilizados Banco de capacitores 22 22

12 Energia eólica conversores utilizados Retificador trifásico (diodos ou tiristores) Energia eólica conversores utilizados Conversores VSC back-to-back 24 24

13 Energia eólica conversores utilizados Conversor tandem Energia eólica conversores utilizados Conversor matricial 26 26

14 Energia eólica conversores utilizados Conversores multiníveis Energia eólica configuração de um gerador 28 28

15 Energia eólica configuração de um gerador Gerador de indução duplamente alimentado controlado com dissipação de potência por escorregamento em resistores internos Energia eólica requisitos de ride-through E.On Netz 30 30

16 Energia eólica configuração de um gerador Energia eólica configuração de um gerador 32 32

17 Energia eólica configuração de um gerador Energia eólica configuração de um gerador 34 34

18 Energia eólica configurações de sistema Link em CC (HVDC) Retificador concentrado Energia eólica configurações de sistema Link em CC (HVDC) Retificadores distribuídos 36 36

19 Energia eólica configurações de sistema Link em CC (HVDC) Conversores comutados pela linha Energia eólica configurações de sistema Link em CC (HVDC) Conversores PWM em fonte de tensão 38 38

20 Energia eólica exemplos Energia eólica exemplos 40 40

21 Energia eólica exemplos Energia eólica exemplos 42 42

22 Energia eólica exemplos Energia eólica exemplos 44 44

23 Energia eólica exemplos Energia eólica exemplos 46 46

24 Energia solar requisitos Energia solar requisitos 48 48

25 Energia solar configurações Inversores centralizados Passado Energia solar configurações Inversores separados por arranjos Diretamente conectados ao lado CA Presente 50 50

26 Energia solar configurações Inversores separados por arranjos Estágios intermediários criam link CC Presente e futuro Energia solar configurações Inversores por painel Presente e futuro 52 52

27 Energia solar configurações Tipos de arranjos de conversores Energia solar configurações Conexões de capacitores de desacoplamento 54 54

28 Energia solar configurações Conexões de transformadores Energia solar configurações Sistema sem transformadores 56 56

29 Energia solar configurações Tipos de inversores para interface com a rede Energia solar configurações Módulos CA 58 58

30 Energia solar configurações Módulos CA Energia solar configurações Módulos multi-arranjos 60 60

31 Energia solar configurações Módulos multi-arranjos Energia solar configurações 62 62

32 Energia solar configurações Energia solar configurações 64 64

33 Energia solar configurações Energia eólica exemplos Relação de custos por aplicação 66 66

34 Microturbina configuração Microturbina configuração 68 68

35 Microturbina configuração Microturbina configuração 70 70

36 Microturbina configuração Microturbina configuração 72 72

37 CaC configuração CaC configuração 74 74

38 Microturbina configuração de um gerador Configuração de conversores foco: modulariazação 76 76

39 Configuração de conversores foco: modulariazação Interface padrão conversão CC-CA VSI 2-níveis com filtro LCL 78 78

40 Altas tensões conversão CC-CA Inversores multiníveis Altas correntes conversão CC-CA Inversores com interleaving 80 80

41 Robustez em microrredes Inversores tolerantes a falhas Robustez em microrredes Inversores tolerantes a falhas 82 82

42 Baterias configuração Baterias configuração 84 84

43 Baterias configuração Flywheel configuração 86 86