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Controle Droop Bidirecional: Gerenciamento de Fluxo de Potência no Inversor de Interligação

Este capítulo aprofunda a modelagem e a aplicação do controle droop bidirecional no inversor de interligação, elemento central para a gestão do fluxo de potência em microrredes híbridas. A estratégia propõe a integração algorítmica entre o controle droop de corrente alternada (CA) e o de corrente contínua (CC), permitindo que o inversor identifique a oferta e a demanda de energia em ambas as sub-redes simultaneamente. Para a operação no modo de controle de corrente (CCM), o método baseia-se na normalização da frequência da sub-rede CA e da tensão da sub-rede CC em valores por unidade (pu), gerando uma variável de erro direcional que determina a magnitude e o sentido da potência ativa transferida. Para as operações como formador de rede, o estudo detalha o controle droop bidirecional de tensão CA (modo VCM) e o controle droop bidirecional de tensão CC (modo VCM CC), os quais promovem o compartilhamento de potência ao atrelar dinamicamente a referência nominal de frequência à tensão CC e a referência nominal de tensão CC à frequência da sub-rede CA, respectivamente. Conclui-se que a adoção dessas lógicas descentralizadas e bidirecionais maximiza a eficiência energética do sistema interligado, garantindo um compartilhamento de potência robusto, proporcional e estritamente responsivo às condições operacionais da microrrede híbrida como um todo.
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Controle Droop Bidirecional: Gerenciamento de Fluxo de Potência no Inversor de Interligação

  • DOI: .vih

  • Palavras-chave: Controle Droop Bidirecional. Inversor de Interligação. Microrredes Híbridas. Valores em Por Unidade (pu). Fluxo de Potência

  • Keywords: Bidirectional Droop Control. Grid-Interfacing Inverter. Hybrid Microgrids. Per-Unit (pu) Values. Power Flow.

  • Abstract: This chapter delves into the modeling and application of bidirectional droop control in the interconnecting inverter, a central element for power flow management in hybrid microgrids. The strategy proposes an algorithmic integration between alternating current (AC) and direct current (DC) droop control, enabling the inverter to simultaneously identify energy supply and demand in both subgrids. For operation in current control mode (CCM), the method relies on normalizing the AC subgrid frequency and DC subgrid voltage to per-unit (pu) values, generating a directional error variable that determines the magnitude and direction of the transferred active power. Regarding grid-forming operations, the study details bidirectional AC voltage droop control (VCM mode) and bidirectional DC voltage droop control (DC VCM mode); these facilitate power sharing by dynamically linking the nominal frequency reference to the DC voltage and the nominal DC voltage reference to the AC subgrid frequency, respectively. It is concluded that adopting these decentralized, bidirectional control logics maximizes the interconnected system's energy efficiency, ensuring robust, proportional power sharing that is strictly responsive to the operating conditions of the hybrid microgrid as a whole.

  • Andre de Souza Leone
  • João Américo Vilela Junior
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