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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27578| Título: | Implementação em hardware-in-the-loop de um gerenciador de energia para o controle de despacho de potência para sistemas fotovoltaicos |
| Título(s) alternativo(s): | Hardware-In-the -Loop implementation of a power manager to control power dispatch for photovoltaic systems |
| Autor(es): | Marinho, Kelvin de Jesus |
| Orientador(es): | Costa, Jean Patric da |
| Palavras-chave: | Geração distribuida de energia elétrica Emuladores (Programas de computador) Sistemas de energia fotovoltaica Distributed generation of electric power Emulators (Computer programs) Photovoltaic power systems |
| Data do documento: | 10-Set-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | MARINHO, Kelvin de Jesus. Implementação em hardware-in-the-loop de um gerenciador de energia para o controle de despacho de potência para sistemas fotovoltaicos. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Pato Branco, 2020. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta um gerenciador de energia proposto para um sistema fotovoltaico de geração distribuída. Também está presente um sistema de armazenamento de energia, para aumentar o grau de autonomia e gerenciamento do sistema de geração. O gerenciamento do sistema é realizado por uma estratégia de controle de alto nível que monitora variáveis pertinentes e atua simultaneamente com os controladores do conversor elevador de tensão e do inversor de potência. Tendo como objetivo maximizar a extração de potência do sistema fotovoltaico, utiliza-se uma estratégia de rastreamento do ponto de máxima potência: Perturba e Observa. Para realizar o condicionamento da potência gerada pelo arranjo solar é utilizado um conversor boost, que eleva a tensão gerada e sua estrutura de controle realiza o controle do ponto de operação dos painéis solares. Visando adequar a tensão contínua condicionada para o padrão de cargas CA, é utilizado um inversor de potência, que tem a função de sintetizar um sinal senoidal em sua saída, alinhada com sua estrutura de controle. O controle do inversor é realizado no referencial síncrono, pelas Transformadas de Clark e Park e a ação de controle e interpretada com a Transformada inversa de Park. O sistema de armazenamento e conectado no barramento CC e tem como função fornecer e absorver energia proveniente da conversão fotovoltaica, dependendo da decisão do gerenciador de energia. Para o funcionamento adequado do sistema de geração distribuída, os gerenciadores de energia mantém a operação constante, gerando referencias para o despacho de potência, selecionando as devidas malhas de controle e atuando em pontos específicos como o corte de cargas e balanço de potencias. O funcionamento dessa estrutura de controle é ilustrado nesse trabalho através de uma máquina de estados implementados em linguagem C. O sistema fotovoltaico foi implementado no emulador de tempo real Typhoon HIL. Sendo assim, as malhas de controle e estratégia de gerenciamento foram implementadas em DSP, da mesma forma que seria feito no sistema real ou protótipo. Os resultados do desempenho do sistema fotovoltaico são apresentados em curvas experimentais. |
| Abstract: | This work presents a proposed energy manager for a distributed generation photovoltaic system. An energy storage system is also present to increase the degree of autonomy and management of the generation system. The management of the system is performed by a high-level control strategy that monitors relevant variables and acts simultaneously with the controllers of boost converter and the power inverter. In order to maximize the extraction of power from the photovoltaic system, a strategy of tracking the maximum power point is used: Perturb and Observe. To perform the conditioning of the power generated by the solar array, a boost converter is used, which raises the voltage generated and its control structure controls the operating point of the solar panels. In order to adapt the conditioned DC voltage to the AC load pattern, a power inverter is used, which has the function of synthesizing a sinusoidal signal at its output, aligned with its control structure. The control of the inverter is performed in the synchronous referential, by the Clark and Park Transform and the control action is interpreted with the Park Inverse Transform. The storage system is connected to the DC bus and has the function of supplying and absorbing energy from the photovoltaic conversion, depending on the decision of the energy manager. For the proper functioning of the distributed generation system, the energy manager keeps the operation constant, generating references for the dispatch of power, selecting the appropriate control loops and acting on specific points such as load shedding and power balance. The operation of this control structure is illustrated in this work through state machine implemented in C language. The photovoltaic system was implemented in the Typhoon HIL real-time emulator. Thus, the control loops and management strategy were implemented in DSP, in the same way that they would be done in the real system or prototype. The results of the performance of the photovoltaic system are presented in experimental curves. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27578 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Elétrica |
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