Estratégias de controle para redução de ondulação de tensão em inversores fotovoltaicos monofásicos de dois estágios

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorCupertino, Allan Fagner
dc.contributor.advisor-coPereira, Heverton Augusto
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/4298795970350194
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3035620499629987
dc.contributor.authorSilva, Gleison Viana
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0193113138592398
dc.contributor.refereeCupertino, Allan Fagner
dc.contributor.refereePereira, Heverton Augusto
dc.contributor.refereeBrito, Erick Matheus da Silveira
dc.contributor.refereeTofoli, Fernando Lessa
dc.contributor.refereeXavier, Lucas Santana
dc.date.accessioned2025-03-28T10:46:31Z
dc.date.available2025-03-28T10:46:31Z
dc.date.issued2022-07-04
dc.description.abstractInversores fotovoltaicos monofásicos têm sido amplamente empregados em sistemas fotovoltaicos com potência nominal inferior a 10 kW. Dentre as diversas topologias de inversores disponíveis, aquelas baseadas em topologias de duplo estágio de conversão são populares na indústria. É sabido que os inversores monofásicos apresentam uma ondulação de segundo harmônico na tensão de barramento c.c. devido ao fato de a potência instantânea não ser constante. Esta ondulação de tensão pode provocar variações na tensão terminal do arranjo fotovoltaico, reduzindo a eficiência do seguimento do ponto de potência máxima, mesmo em inversores com dois estágios de conversão (com conversor c.c./c.c.). Inicialmente, este trabalho investiga a partir de modelos analíticos a redução de eficiência causada pela ondulação de segundo harmônico. Estes modelos são validados a partir de simulações computacionais. É demonstrado que ondulações de tensão superiores a 10% pico a pico no capacitor de entrada do inversor podem levar a uma perda de eficiência no seguimento de potência máxima da ordem de 1%. Em seguida, este trabalho investiga duas técnicas de controle para redução da ondulação nos terminais do módulo fotovoltaico em inversores de duplo estágio de conversão sem a necessidade de medições adicionais. A primeira técnica é baseada em uma normalização em tempo real do sinal do conversor c.c./c.c. A segunda técnica é baseada na adição de um controlador ressonante de segundo harmônico. O estudo de caso baseia-se em um inversor fotovoltaico de 4.4 kVA/220 V com entrada para duas séries fotovoltaicas. Os resultados indicam que ambas as técnicas são capazes de realizar a atenuação da ondulação de tensão nos terminais do arranjo fotovoltaico, resultando em ganhos de eficiência da ordem de 0,74% para a estratégia ressonante e 0,95% para a estratégia de normalização proposta. Como vantagens, a estratégia de normalização apresenta uma maior simplicidade, visto que não requer a modificação da estrutura de controle do conversor c.c./c.c.
dc.description.abstractotherSingle-phase photovoltaic inverters have been widely used in photovoltaic systems with a rated power of less than 10 kW. Among the many inverter topologies available, those based on double-conversion stage topologies are popular in the industry. It is known that single-phase inverters exhibit a second harmonic ripple at the dc-link voltage. Because the instantaneous power is not constant. This voltage ripple can cause variations in the terminal voltage of the photovoltaic array, reducing the efficiency of the maximum power point tracking, even in inverters with two conversion stages (with c.c./c.c. converter). Initially, this work investigates from analytical models the efficiency reduction caused by second harmonic component. These models are validated through computer simulations. Voltage ripples greater than 10% peak to peak at the inverter input capacitor have been shown to lead to a maximum power tracking efficiency loss of the order of 1%. Besides, this work then investigates two control techniques to reduce the ripple in the terminals of the photovoltaic module. The inverters studied are of double-conversion stage and the techniques do not require additional measurements. The first technique is based on a real-time normalization of the c.c./c.c converter control signal. The second technique is based on the addition of a second-harmonic resonant controller. The case study is based on a 4.4 kVA/220 V photovoltaic inverter with input for two photovoltaic strings. The results indicate that both techniques are capable of performing the attenuation of the voltage ripple at the terminals of the photovoltaic arrangement, resulting in efficiency gains in the order of 0.74% for the strategy based on resonant control and 0.95% for the proposed normalization technique. As advantages, the normalization technique seems more simple than the second one, since it does not require modification of the control structure of the c.c./c.c converter.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1004
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG / UFSJ
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectEnergia solar
dc.subjectSistemas de energia fotovoltaica
dc.subjectInversores elétricos
dc.titleEstratégias de controle para redução de ondulação de tensão em inversores fotovoltaicos monofásicos de dois estágios
dc.typeDissertação

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
Estratégias de controle para redução de ondulação de tensão em inversores fotovoltaicos monofásicos de dois estágios.pdf
Tamanho:
48.77 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.39 KB
Formato:
Item-specific license agreed to upon submission
Descrição:
Baixar

Coleções

Mestrado em Engenharia Elétrica