Contribuição ao estudo do conversor multinível híbrido em cascata monofásico empregado na interface entre fonte fotovoltaica, banco de baterias e rede elétrica.
| Ano de defesa: | 2017 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Engenharia Elétrica UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Centro de Tecnologia |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22665 |
Resumo: | This master thesis presents an energy management strategy in order to eliminate power fluctuations from a photovoltaic source through a single-phase cascade hybrid multilevel grid-tie converter associated with a battery energy storage system. The converter consists of two full bridge cells connected in series, controlled by a hybrid modulation strategy. The cell connected to the photovoltaic source (main cell) operates with single pulse modulation in the fundamental frequency, to regulate the voltage of its DC link by controlling the trigger angle of the switches, in order to transfer the maximum power available to the power grid keeping the dc link constant. The cell connected by the battery bank (auxiliary converter) operates with high frequency PWM modulation, providing dynamic response capacity fast enough to compensate for both power fluctuations and harmonic distortion produced by the main cell by regulating the current injected into the grid as established by Standards (ABNT NBR 16149, 2013; 16150, 2013; IEC 62116, 2012). This is done through the use of a current regulator based on the proportional resonant compensator with a harmonic compensating bank. Simulation results obtained with the hardware-in-the-loop Typhoon HIL402 platform prove the theoretical analysis and the feasibility of the proposed system. |
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Contribuição ao estudo do conversor multinível híbrido em cascata monofásico empregado na interface entre fonte fotovoltaica, banco de baterias e rede elétrica.Contributions to the study of a single-phase cascade hybrid multilevel converter used at interface between photovoltaic source, battery bank and power grid.Engenharia elétricaEletrônica de potênciaEnergia solar fotovoltaicaArmazenamento de energíaConversor multinívelModulação híbridaEnergy storageQualidade da energíaElectrical engineeringPower electronicsPhotovoltaic power generationMultilevel converterPower qualityHydrid modulationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master thesis presents an energy management strategy in order to eliminate power fluctuations from a photovoltaic source through a single-phase cascade hybrid multilevel grid-tie converter associated with a battery energy storage system. The converter consists of two full bridge cells connected in series, controlled by a hybrid modulation strategy. The cell connected to the photovoltaic source (main cell) operates with single pulse modulation in the fundamental frequency, to regulate the voltage of its DC link by controlling the trigger angle of the switches, in order to transfer the maximum power available to the power grid keeping the dc link constant. The cell connected by the battery bank (auxiliary converter) operates with high frequency PWM modulation, providing dynamic response capacity fast enough to compensate for both power fluctuations and harmonic distortion produced by the main cell by regulating the current injected into the grid as established by Standards (ABNT NBR 16149, 2013; 16150, 2013; IEC 62116, 2012). This is done through the use of a current regulator based on the proportional resonant compensator with a harmonic compensating bank. Simulation results obtained with the hardware-in-the-loop Typhoon HIL402 platform prove the theoretical analysis and the feasibility of the proposed system.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta dissertação de mestrado apresenta uma estratégia de gerenciamento de energia com intuito de eliminar as flutuações de potência provenientes de uma fonte fotovoltaica ligada à rede elétrica através de um conversor multinível híbrido em cascata monofásico associado a um sistema de armazenamento de energia em baterias. O conversor consiste de duas células em ponte completa conectadas em série, acionadas mediante estratégia de modulação híbrida. A célula ligada à fonte fotovoltaica (célula principal) opera com modulação por pulso único na frequência da rede elétrica, para regular a tensão do seu barramento CC por meio do controle do ângulo de disparo das chaves, com intuito de transferir a máxima potência disponível para a rede elétrica mantendo constante a tensão do barramento. A célula alimentada pelo banco de baterias (conversor auxiliar) opera com modulação PWM, em alta-frequência, proporcionando capacidade de resposta dinâmica suficientemente rápida para compensar tanto as flutuações de potência quanto a distorção harmônica produzidas pela célula principal mediante a regulação da corrente injetada na rede elétrica conforme estabelecido pelas Normas (ABNT NBR 16149, 2013; 16150, 2013; IEC 62116, 2012). Isto é feito através do uso de um regulador de corrente baseado no compensador proporcional ressonante com um banco compensador de harmônicos. Resultados de simulação obtidos con plataforma hardware-in-the-loop Typhoon HIL402 comprovam as análises teóricas e a viabilidade do sistema proposto.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaMartins, Mário Lúcio da Silvahttp://lattes.cnpq.br/2730012969211616Roggia, LeandroZambra, Diorge Alex BaoBeltrame, Rafael ConcattoGamba, Cindy Jireth Ortiz2021-10-29T19:38:35Z2021-10-29T19:38:35Z2017-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22665ark:/26339/001300000bvznporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2021-12-31T13:22:43Zoai:repositorio.ufsm.br:1/22665Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2021-12-31T13:22:43Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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Contribuição ao estudo do conversor multinível híbrido em cascata monofásico empregado na interface entre fonte fotovoltaica, banco de baterias e rede elétrica. Gamba, Cindy Jireth Ortiz Engenharia elétrica Eletrônica de potência Energia solar fotovoltaica Armazenamento de energía Conversor multinível Modulação híbrida Energy storage Qualidade da energía Electrical engineering Power electronics Photovoltaic power generation Multilevel converter Power quality Hydrid modulation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
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This master thesis presents an energy management strategy in order to eliminate power fluctuations from a photovoltaic source through a single-phase cascade hybrid multilevel grid-tie converter associated with a battery energy storage system. The converter consists of two full bridge cells connected in series, controlled by a hybrid modulation strategy. The cell connected to the photovoltaic source (main cell) operates with single pulse modulation in the fundamental frequency, to regulate the voltage of its DC link by controlling the trigger angle of the switches, in order to transfer the maximum power available to the power grid keeping the dc link constant. The cell connected by the battery bank (auxiliary converter) operates with high frequency PWM modulation, providing dynamic response capacity fast enough to compensate for both power fluctuations and harmonic distortion produced by the main cell by regulating the current injected into the grid as established by Standards (ABNT NBR 16149, 2013; 16150, 2013; IEC 62116, 2012). This is done through the use of a current regulator based on the proportional resonant compensator with a harmonic compensating bank. Simulation results obtained with the hardware-in-the-loop Typhoon HIL402 platform prove the theoretical analysis and the feasibility of the proposed system. |
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