Com os avanços tecnológicos cada vez mais têm surgido novos equipamentos que funcionam como cargas não lineares, tais como fontes comutadas (utilizadas em computadores, impressoras, televisões, e equipamentos electrónicos diversos), variadores de velocidades para motores, lâmpadas fluorescentes compactas, entre outros. Com o aparecimento destas novas cargas começaram a surgir novos problemas relacionados com a Qualidade de Energia Eléctrica. Estes problemas podem causar deficiências de funcionamento e/ou avarias de equipamentos e sistemas eléctricos, como por exemplo, interromper processos industriais, e causar graves prejuízos a indústrias, empresas de serviço e consumidores em geral [1-4].

Para corrigir estes tipos de problemas podemos recorrer a Filtros Activos de Potência, como por exemplo o Filtro Activo Série, o Filtro Activo Paralelo, ou ainda a junção dos dois, constituindo o Unified Power Quality Conditioner (UPQC).

Com o UPQC pode-se corrigir vários problemas de Qualidade de Energia Eléctrica, visto que este corrige os problemas que o Filtro Activo Série corrige, mais os problemas que o Filtro Activo Paralelo corrige. Uma vez que o UPQC corresponde à junção de dois tipos de filtros activos, Serie e Paralelo, estes podem partilhar o lado CC, e apenas ter um elemento armazenador de energia. Contudo, para que isso ocorra é necessário que haja algo que regule a tensão do lado CC, de modo a que esta se torne adequada tanto ao Filtro Activo Paralelo quanto ao Filtro Activo Série, permitindo ainda que haja troca de energia entre eles.

Esta Dissertação de Mestrado vem no seguimento das actividades que têm sido realizadas na Área de Electrónica de Potência do Departamento de Electrónica Industrial, relativas ao desenvolvimento de soluções para a melhoria da Qualidade de Energia em Sistemas Eléctricos [5-10], e propõe o desenvolvimento de novas topologias de Conversores CC-CC Bidireccionais, visando aplicá-los a projectos já existentes, bem como a projectos futuros [11-13].

Nesta Dissertação será realizado um estudo, recorrendo inicialmente a uma pesquisa bibliográfica, dos Conversores CC-CC Bidireccionais, dos elementos armazenadores de energia (condensadores, baterias, ultracondensadores, células de combustível, flywheels) a serem utilizados no lado CC do UPQC, onde será inserido o Conversor CC-CC Bidireccional a desenvolver, com o objectivo de se propor uma nova topologia para os UPQCs. Posteriormente serão feitas as devidas simulações computacionais, que visam determinar o desempenho das teorias de controlo e das topologias do conversor proposto, e por fim, este conversor será implementado e testado.

Esta dissertação será realizada no Departamento de Electrónica Industrial da Universidade do Minho, e será orientada pelo Doutor João Luiz Afonso.

[1]     IEEE Standard 519-1992, Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, 1993.

[2]     Standard EN 50160, Voltage Characteristics of electricity supplied by Public Distribution Systems, 1999.

[3]     IEC 038, IEC Standard Voltages, 1999.

[4]     IEEE Task Force, "Effects of Harmonics on Equipments", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 8, N.º 2, pp 672 - 680, Abril 1993.

[5]     João Luiz Afonso, "Filtro Activo Paralelo com Controlo Digital para melhoria da Qualidade de Energia Eléctrica", Tese de Doutoramento, Universidade do Minho - Braga, Novembro de 2000.

[6]     Tiago André Sousa, "Implementação de um Controlador Digital para um Filtro Activo Paralelo", Relatório de Estágio de Licenciatura, Universidade do Minho - Guimarães, Setembro 2003.

[7]     José dos Santos Batista, "Sistema de Monitorização da Qualidade da Energia Eléctrica Baseado em PC", Dissertação de Mestrado, Universidade do Minho - Guimarães, Julho 2004.

[8]     M. A. P. Esteve, "Aplicación de Nuevas Técnicas de Controlo para el Desarrollo de Reguladores Activos de Potencia", Tesis Doctoral, Escola Superior de Engenheiros da Universidade de Sevilha, Espanha, Abril 2002.

[9]     M. J. S. Freitas, J. L. Afonso, A. Tavares, J. S. Martins, "A personal Computer Based Controller for an Active Power Filter", ISIE'03, Rio de Janeiro, Brasil.

[10]   R. G. Pregitzer, T. N. Sousa, M. J. Sepúlveda, J.L. Afonso, "Análise e Simulações de um Filtro Banda Adaptativo Aplicado a um Filtro Activo Série", CBA 2004, Gramado, Brasil, Setembro 2004.

[11]   Robson Luiz Cardoso, "Conversores CC-CAs Bidireccionais Isolados em Alta Frequência", tese de Doutoramento, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Fevereiro 2007.

[12]   Rong-Jong Wai,"High-Efficiency Bidirectional Converter for Power Sources With Great Voltage Diversity", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 22, No. 5, Setembro 2007.

[13]   Luciano Schuch , Cassiano Rech , Hélio Leães Hey , Hilton Abílio Gründling , Humberto Pinheiro, José Renes Pinheiro ,"Analysis and Design of a New High-Efficiency Bidirectional Integrated ZVT PWM Converter for DC-Bus and Battery-Bank Interface", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 42, NO. 5, Setembro/Outubro 2006.