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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27257| Título: | Estudo comparativo de sistemas fotovoltaicos trifásicos de simples e duplo estágio operando com condicionamento ativo de potência |
| Autor(es): | Silveira, Rafaela Dizaró |
| Orientador(es): | Silva, Sérgio Augusto Oliveira da |
| Palavras-chave: | Sistemas de energia elétrica Filtros elétricos ativos Sistemas de energia fotovoltaica Electric power systems Electric filters, Active Photovoltaic power systems |
| Data do documento: | 8-Jun-2017 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | SILVEIRA, Rafaela Dizaró. Estudo comparativo de sistemas fotovoltaicos trifásicos de simples e duplo estágio operando com condicionamento ativo de potência. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2017. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta um estudo comparativo de quatro diferentes topologias de sistemas fotovoltaicos trifásicos conectados à rede elétrica com simples e duplo estágio de conversão de energia, implementados em sistemas elétricos trifásicos a quatro-fios. Simultaneamente, tais topologias são projetadas para operar como filtro ativo de potência paralelo ou seja, realizar o condicionamento ativo de potência atuando na supressão de correntes harmônicas e compensação de potência reativa de cargas conectadas aos sistemas. A primeira topologia, denominada neste trabalho PV-FAPP-1E-C, é implementada utilizando três inversores monofásicos full-bridge conectados à um barramento de tensão comum, envolvendo assim um único estágio de conversão de energia. A segunda, PV-FAPP-2E-C, é implementada de forma similar à topologia anterior porém, o estágio de elevação de tensão, composto por um conversor boost, é incluído no sistema e posteriormente conectado à rede elétrica por interface dos inversores. Já a terceira topologia, chamada PV-FAPP-1E-I, também utiliza três inversores full-bridge no entanto, cada um é conectado à um barramento de tensão independente sendo assim, esta topologia envolve único estágio de conversão de energia. Por último, a topologia PV-FAPP-2E-I, apresenta duplo estágio de conversão de energia, similar à topologia PV-FAPP-2E-C porém, cada inversor é conectado à um barramento de tensão independente. Todas as topologias empregam a estratégia de controle independente por fase, de forma que um sistema trifásico a quatro-fios possa ser tratado como três sistemas monofásicos assim, as correntes de cada fase pode ser controlada individualmente. Para garantir que os sistemas fotovoltaicos operem em sua máxima potência, é empregado o algoritmo de MPPT P&O, enquanto que as correntes de referência são obtidas através do algoritmo baseado no sistema de eixos de referência síncrona. Os desempenhos das topologias são avaliados através de simulações computacionais. Além disso, uma análise comparativa entre as topologias é apresentada considerando os aspectos de desempenho, rendimento e custo. Dessa forma, por meio desta análise, é possível determinar qual das quatro topologias é mais indicada em termos de custo e aplicabilidade. |
| Abstract: | This work presents a comparative study involving four different topologies of three-phase grid-connected photovoltaic systems for single and double stages, which are implemmented in three-phase four-wire electrical systems. Simultaneously, these topologies are designed to operate as shunt active power filter performing the active conditioning, suppressing load harmonic currents and compensating reactive power. The first topology, named in this work PV-FAPP-1E-C, is implemmented using three single phase full-bridge inverters sharing a common DC-bus voltage, thus it involves a single stage of energy conversion. The second, PV-FAPP-2E-C, is implemented in a similar way to the previous topology, but now the DC-DC stage, by a boost converter, is included resulting in a double stage system. The third topology, called PV-FAPP-1E-I, also uses three single-phase full-bridge inverters, but each inverter is connected to an independent DC-bus voltage, so this topology involves a single stage of energy conversion. Finally, the PV-FAPP-2E-I topology presents a double stage, similar to the PV-FAPP-2E-C topology, but each inverter has an independent DC-bus voltage. All topologies employ the independent control strategy meaning that a three-phase four-wire system can be treated as three single-phase systems, so the currents of each phase can be controlled individually. To ensure that photovoltaic systems operate at their maximum power point, the MPPT P&O algorithm is employed, while the reference currents are obtained through the algorithm based on the synchronous reference frame. The performances of the topologies are evaluated through computational simulations. In addition, a comparative analysis among the topologies is presented considering the aspects of performance, yield and cost. Thus, through this analysis, it is possible to determine which of the four topologies is most indicated in terms of cost and applicability. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27257 |
| Aparece nas coleções: | CP - Engenharia Elétrica |
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