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Desafios e Soluções no Controle Descentralizado de Microrredes Autônomas

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Este capítulo aborda a mudança de paradigma no setor elétrico com a transição da geração centralizada para o ecossistema de Geração Distribuída (GD) e Microrredes (MR). Apresenta-se uma análise detalhada das arquiteturas de microrredes AC, DC e, de forma central, a topologia Híbrida AC/DC, destacando suas respectivas vantagens e desafios de integração. É discutida a estrutura hierárquica de controle dividida nos níveis primário, secundário e terciário, com ênfase nas estratégias de controle primário por decaimento (droop-control) para operação autônoma (ilhada). Adicionalmente, o capítulo detalha o gerenciamento do fluxo de potência bidirecional no inversor de interface através de técnicas de normalização e controle por demanda (demand-droop), mapeando os quatro estados dinâmicos de operação sob diferentes condições de carga e geração. Por fim, são discutidos os desafios críticos impostos aos sistemas de proteção convencionais devido à limitação intrínseca das correntes de curto-circuito pelos conversores estáticos durante o ilhamento.
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Desafios e Soluções no Controle Descentralizado de Microrredes Autônomas

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.434112608043

  • Palavras-chave: Hybrid AC/DC Microgrids; Decentralized Control; Islanded Operation; Interlinking Converter (IC); Droop Control; Demand-Droop.

  • Keywords: Microrredes híbridas CA/CC; Controle descentralizado; Operação isolada; Conversor de interligação (CI); Controle de queda de demanda; Queda de demanda.

  • Abstract: This chapter addresses the paradigm shift in the electricity sector with the transition from centralized generation to the Distributed Generation (DG) and Microgrid (MR) ecosystem. A detailed analysis of AC and DC microgrid architectures is presented, and, centrally, the AC/DC Hybrid topology, highlighting their respective advantages and integration challenges. The hierarchical control structure divided into primary, secondary, and tertiary levels is discussed, with emphasis on primary control strategies by droop control for autonomous (islanded) operation. Additionally, the chapter details the management of bidirectional power flow in the interface inverter through normalization and demand-droop control techniques, mapping the four dynamic operating states under different load and generation conditions. Finally, the critical challenges imposed on conventional protection systems due to the intrinsic limitation of short-circuit currents by static converters during islanding are discussed.

  • Andre de Souza Leone
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