Lifetime evaluation of multifunctional single-phase PV inverter during harmonic current compensation

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dc.contributor.advisorPereira, Heverton Augusto
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4298795970350194
dc.contributor.authorBarros, Rodrigo Cassio de
dc.contributor.referee1Heverton Augusto Pereira
dc.contributor.referee2Wallace do Couto Boaventura
dc.contributor.referee3Marcelo Martins Stopa
dc.date.accessioned2023-08-04T12:56:52Z
dc.date.available2023-08-04T12:56:52Z
dc.date.issued2019-05-03
dc.description.abstractA qualidade da energia da rede elétrica do ponto de vista de poluição harmônic está sendo comprometida nas últimas décadas devido ao aumento das unidades de microgeração distribuída e as cargas não lineares conectadas à rede. Neste contexto, inversores fotovoltaicos (FV) multifuncionais têm sido descritos como uma plausível solução para a melhoria na qualidade de energia. A ideia principal é usar o inversor FV para serviços auxiliares, como compensação de corrente harmônica. Portanto, é necessário verificar o quanto esta extra funcionalidade pode afetar a vida útil do inversor fotovoltaico. No entanto, essa tarefa não é simples, uma vez que a corrente do inversor apresenta diferentes comportamentos dependendo da componente harmônica que está sendo compensada. Além disso, com a metodologia atualmente disponível na literatura, a estimativa do consumo de vida útil do inversor FV seria complexa, uma vez que se considera apenas a injeção da componente fundamental da corrente na rede elétrica. Assim, este trabalho propõe uma metodologia de estimativa de vida útil, que considera o efeito de qualquer componente harmônica durante o processo de compensação. Além disso, as perdas de condução e chaveamento de um IGBT durante o processo de compensação de corrente harmônica é modelado neste trabalho. A estimativa de vida útil é realizada considerando-se um inversor FV de 5kW, no qual observou-se a dependência da mesma em relação à componente harmônica, à corrente fundamental, à ordem harmônica e ao ângulo de fase.
dc.description.abstractotherThe grid power quality has been compromised in recent decades due to the increasing of nonlinear load and distribution generation units connected to the power system. In this scenario, multifunctional Photovoltaic (PV) inverters have been described as a suitable power quality solution. The basic idea is using the PV inverter for ancillary services, such as the harmonic current compensation. Therefore, it is necessary to verify how much this extra functionality can affect the lifetime of the PV inverter. However, this task is not straightforward, since the inverter current presents different behaviors depending on the compensated harmonic component. In addition, with the methodology currently available in the literature, the lifetime consumption of the PV inverter would be complex, since it considers only the injection of fundamental current into the grid. Thus, this work proposes a lifetime consumption methodology, which considers the effect of any harmonic component on the lifetime consumption during the harmonic current compensation process. In addition, the conduction and switching power losses of an IGBT during the harmonic compensation process is modeled in this work. Furthermore, the lifetime evaluation is carried out considering a 5kW PV inverter and it is concluded that its lifetime consumption depends on the relationship between the harmonic component, the fundamental current, the harmonic order and phase angle.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/354
dc.language.isoen
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.subjectSistemas de energia fotovoltaica
dc.subjectHarmônicos (Ondas elétricas)
dc.subjectCiclo de vida do produto
dc.titleLifetime evaluation of multifunctional single-phase PV inverter during harmonic current compensation
dc.typeThesis
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