Análises de componentes supraharmônicos baseadas na norma CISPR 16: comparação dos métodos de medições e implementação de interface gráfica

Na última década, as distorções de forma de onda entre 2 kHz e 150 kHz ganharam mais notoriedade e diversos laboratórios e centros de pesquisa passaram a fazer estudos sobre o tema. O termo supraharmônico (SH), dado a essa faixa de frequência, é relativamente recente e foi mencionado pela primeira vez por A. McAechern no IEEEPES GM 2013, em Vancouver. As emissões SH intensificaram-se, principalmente, pela expansão de fontes alternativas de energia conectadas ao sistema elétrico de potência (SEP), as quais necessitam-se de conversores estáticos de potência para realizar a conexão e são um dos principais causadores de emissões SH. Diante disso e da relevância que o tema demonstrou ter ganhado na última década, o presente trabalho objetivou estudar as distorções supraharmônicas e também os métodos de medição existentes, norteando-se pela norma CISPR 16. Tal norma propõe dois métodos de medição, os quais foram denominados neste trabalho de heterodine convencional e de método baseado na Short-Time Fourier Transform (STFT). Além destes, foi implementado um método alternativo chamado de heterodine modificado, no qual o uso da transformada rápida de fourier torna o processamento do sinal mais vantajoso em relação ao tempo de medição do que para o método heterodine convencional. Para validar os métodos existentes e fazer as devidas análises, foram utilizados sinais reais, disponíveis no banco de dados PANDA (equiPment hArmoNic Database), desenvolvido para troca de informações sobre medidas harmônicas de equipamentos entre laboratórios de todo o mundo, os quais comumente possuem conteúdo de distorção em alta frequência, como os de sistemas fotovoltaicos, os de carregamento de veículos elétricos e os de lâmpadas de LED. Também foram utilizados sinais sintéticos, cujas naturezas foram variadas em sinais de modulação AM, sinais de modulação FM e sinais sem modulação com diversos tipos de componentes SH previamente conhecidas. Todas as simulações foram realizadas no software MATLAB, no qual também foi implementada uma interface gráfica para facilitar as análises por um usuário final. Nessa interface, foi implementado o método de medição baseado na STFT e diversas análises e gráficos podem ser visualizados na mesma. Como resultado, apresentou-se um banco de dados robusto e as curvas de quase-pico para cada tipo de sinal nos três métodos utilizados. Por meio desses, foi possível averiguar e comparar os três métodos de estudo, atestando a viabilidade do método proposto neste trabalho, chamado de heterodine adaptado.Além disso, foram também apresentados resultados para a interface gráfica com variação de sinais sintéticos e reais.

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