Conversor MPPT de estágio único conectado à rede elétrica baseado no conversor de capacitor flutuante

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Muller, Guilherme David
Orientador(a): Simonetti, Domingos Sávio Lyrio
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Vitória
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Energia fotovoltaica
Conversor multinível capacitor flutuante
Estratégia de controle
Inversores elétricos
Eletrônica de potência
Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/3600
Resumo: Considerando a tendência atual de crescimento dos sistemas baseados em fontes renováveis de energia, principalmente a geração distribuída fotovoltaica (GDs), novas topologias de conversores CC-CA estão sendo desenvolvidas para os sistemas de conversão com foco nas estruturas de conversores multiníveis, com a finalidade de aumentar a eficiência a um menor custo possível. Neste trabalho é descrito uma revisão bibliográfica sobre o processamento da energia fotovoltaica, incluindo o funcionamento do sistema solar, métodos MPPT, tipos de conversores utilizados e estratégias de modulação. Após a revisão, é apresentada uma nova topologia de inversor CC-CA de estágio único conectada à rede, inspirado na célula do conversor multinível de capacitor flutuante. Todos os componentes do conversor proposto foram dimensionados e, para a validação, uma estrutura de simulação foi elaborada utilizando o controle MPPT através do algoritmo de condutância incremental atuando apenas no ângulo do sinal modulante, com índice de modulação unitário. Como estratégia de modulação, foi utilizada a modulação PWM com duas portadoras deslocadas em fase (PS-PWM). O sistema foi simulado no ambiente MATLAB®/Simulink para um sistema fotovoltaico de 6,4 kW a 25° C e submetido a alterações da irradiância para a análise do comportamento e desempenho do conversor.
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spelling Muller, Guilherme DavidUniversidade Federal do Espírito Santo (Ufes)Dos Santos, Walbermak M.Amorim, Arthur E. A.Simonetti, Domingos Sávio Lyrio2023-08-29T17:54:06Z2023-08-29T17:54:06Z2023Muller, Guilherme David. Conversor MPPT de estágio único conectado à rede elétrica baseado no conversor de capacitor flutuante. 2023. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2023.https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/360030001013004P0Considerando a tendência atual de crescimento dos sistemas baseados em fontes renováveis de energia, principalmente a geração distribuída fotovoltaica (GDs), novas topologias de conversores CC-CA estão sendo desenvolvidas para os sistemas de conversão com foco nas estruturas de conversores multiníveis, com a finalidade de aumentar a eficiência a um menor custo possível. Neste trabalho é descrito uma revisão bibliográfica sobre o processamento da energia fotovoltaica, incluindo o funcionamento do sistema solar, métodos MPPT, tipos de conversores utilizados e estratégias de modulação. Após a revisão, é apresentada uma nova topologia de inversor CC-CA de estágio único conectada à rede, inspirado na célula do conversor multinível de capacitor flutuante. Todos os componentes do conversor proposto foram dimensionados e, para a validação, uma estrutura de simulação foi elaborada utilizando o controle MPPT através do algoritmo de condutância incremental atuando apenas no ângulo do sinal modulante, com índice de modulação unitário. Como estratégia de modulação, foi utilizada a modulação PWM com duas portadoras deslocadas em fase (PS-PWM). O sistema foi simulado no ambiente MATLAB®/Simulink para um sistema fotovoltaico de 6,4 kW a 25° C e submetido a alterações da irradiância para a análise do comportamento e desempenho do conversor.Considering the current trend of growth of systems based on renewable energy sources, mainly photovoltaic distributed generation (DG’s), new topologies of DC-AC converters are being developed for conversion systems with a focus on multilevel converter structures, in order to increase efficiency at the lowest possible cost. This work describes a literature review on photovoltaic energy processing, including the operation of the solar system, MPPT methods, types of converters used and modulation strategies. After the review, a new grid-connected single-stage DC-AC inverter topology is presented, inspired by the flying capacitor multilevel converter cell. All components of the proposed converter were dimensioned and, for validation, a simulation structure was developed using the MPPT control through the incremental conductance algorithm acting only on the modulating signal angle, with unit modulation index. As a modulation strategy, PWM modulation with two phase shifted carriers (PS-PWM) was used. The system was simulated in the MATLAB®/Simulink environment for a 6.4 kW photovoltaic system at 25 ◦C and subjected to changes in irradiance to analyze the behavior and performance of the converter.Reitoria91 f.Energia fotovoltaicaConversor multinível capacitor flutuanteEstratégia de controleInversores elétricosEletrônica de potênciaConversor MPPT de estágio único conectado à rede elétrica baseado no conversor de capacitor flutuanteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisVitóriaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE)Engenharia ElétricaProcessamento de Energia e Sistemas Elétricos (PES)info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional do IFESinstname:Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo (IFES)instacron:IFEShttp://lattes.cnpq.br/6884396466272430https://orcid.org/0009-0006-4404-009Xhttp://lattes.cnpq.br/1107005171102255https://orcid.org/0000-0001-5920-2932ORIGINALDISSERTACAO_David_Muller.pdfDISSERTACAO_David_Muller.pdfapplication/pdf5971494https://repositorio.ifes.edu.br/bitstreams/f6f63f11-8ab3-4a2b-99d1-b303a5181830/download8df45a543445a9028061566851ca6937MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8934https://repositorio.ifes.edu.br/bitstreams/aee46e30-2513-400f-bc0f-68f387daddf4/downloadac7cb971050ed632be934da23d966924MD52falseAnonymousREADTEXTDISSERTACAO_David_Muller.pdf.txtDISSERTACAO_David_Muller.pdf.txtExtracted texttext/plain127816https://repositorio.ifes.edu.br/bitstreams/be75e92e-f2a9-4f78-a884-b1eb0a670ef3/downloade13b6f6fc0cc113dad17154344c86744MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTACAO_David_Muller.pdf.jpgDISSERTACAO_David_Muller.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2699https://repositorio.ifes.edu.br/bitstreams/27893970-29d9-465a-887e-ddcd53cef83f/downloadd17dcc0e7cd6847a007aaddb6855f545MD54falseAnonymousREAD123456789/36002025-07-29T19:12:22.018Zopen.accessoai:repositorio.ifes.edu.br:123456789/3600https://repositorio.ifes.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ifes.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ifes.edu.bropendoar:2025-07-29T19:12:22Repositório Institucional do IFES - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo (IFES)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