Retificador Buck-Boost Multinível Monofásico Aplicado ao Armazenamento de Energia Elétrica

Descrição

Alta penetração de geração distribuída, tal como geração solar fotovoltaica, necessita de uma boa qualidade da forma de onda da tensão e corrente que a conecta à rede. Distorções harmônicas na tensão e corrente que conectam essa fonte renovável à rede resultam em enormes custos de instalação ou, até mesmo, multas pela concessionária por injeção de harmônicos e reativos na sua rede de distribuição. Dispositivos conhecidos como conversores multiníveis, especialmente aqueles fontes de corrente, podem ser utilizados entre a fonte de energia e a carga/rede para manter os níveis de tensão e frequência nominais exigidos com baixa distorção, mesmo que haja descontinuidade da forma de onda da tensão da fonte. Com o advento da eletrônica de potência, o processamento da energia elétrica tornou-se mais eficaz, versátil e eficiente. O principal elemento responsável por fazer o processamento de energia elétrica é o conversor. O conversor utiliza elementos reativos e de chaveamento ativo e passivo. O principal conversor responsável por gerar a forma de onda adequada para alimentar a carga ou conexão à rede é chamado retificador de energia, ou conversor CA/CC de dois níveis ou multinivel. Desta forma, topologias de conversores multiníveis fontes de corrente serão estudadas neste projeto, dando-se ênfase aos conversores baseados na topologia \textit{buck-boost} com característica \textit{interleaved}. Estas topologias possuem as vantagens de diminuirem/eliminarem o tempo morto e oferecerem forte proteção contra problemas de curto-circuito, melhoram o desempenho harmônico, reduzem os filtros de entrada e saída, diminuem estresse de tensão nos componentes, elevam a capacidade de processamento de potência, limitam o transiente de tensão $dv/dt$, reduzem perdas, elevam eficiência e reduzirem tensões de modo comum. O uso dessa topologia é proposto para aplicações onde a densidade de potência, custo, peso/volume e confiabilidade são fatores críticos. Essas características tornam os retificador multiníveis fontes de corrente baseados no conversor CC/CC \textit{buck-boost} com característica \textit{interleaved} bastante interessantes em aplicações de armazenamento de energia. Serão inseridas melhorias aos conversores e ao seus controles para uma melhor confiabilidade e eficiência de suas operações.