Conversor CC-CC boost interleaved cinco níveis com fonte solar fotovoltaica aplicada a inversor multinível MLC2

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Florencio, Rodrigo de Britto
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11861
Resumo: This dissertation deals with the development of a solar photovoltaic energy conversion system to feed loads with standard three-phase AC voltage at 60 Hz. The system consists of two DC-DC converters, DC bus voltage regulated at a fixed voltage, and output three-phase inverter based on multilevel topology of type MLC2. One of the DC-DC converter is of the type Five Level Boost Interleaved and is used for controlling the maximum power point tracking (MPPT), and the other is a simple buck-boost serving to control the flow of energy so that the DC bus voltage is fixed and regulated. The inverter is a multilevel topology MLC2 with five levels based on switch legs of the type Neutral Point Clamped (NPC) with three levels, but requiring four DC bus capacitors. In the development process of topology Boost Interleaved Five levels, at first, topologies which could fit and form a DC bus with equalized multiple voltages (four capacitors) have been studied. Two MPPT algorithms have been developed in C language: the Perturb and Observe (P & O) method, and the Beta method. Simulations have been performed with the PSIM to evaluate the operation of the energy conversion system with each MPPT method under different switching techniques: PWM, relay (on-off) and interleaved. In the system analysis, emphasis was given to the solar irradiation conditions and the corresponding resultant voltage and current levels in the components, factors that impact the VA ratings for the specification of the circuit devices.
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The system consists of two DC-DC converters, DC bus voltage regulated at a fixed voltage, and output three-phase inverter based on multilevel topology of type MLC2. One of the DC-DC converter is of the type Five Level Boost Interleaved and is used for controlling the maximum power point tracking (MPPT), and the other is a simple buck-boost serving to control the flow of energy so that the DC bus voltage is fixed and regulated. The inverter is a multilevel topology MLC2 with five levels based on switch legs of the type Neutral Point Clamped (NPC) with three levels, but requiring four DC bus capacitors. In the development process of topology Boost Interleaved Five levels, at first, topologies which could fit and form a DC bus with equalized multiple voltages (four capacitors) have been studied. Two MPPT algorithms have been developed in C language: the Perturb and Observe (P & O) method, and the Beta method. Simulations have been performed with the PSIM to evaluate the operation of the energy conversion system with each MPPT method under different switching techniques: PWM, relay (on-off) and interleaved. In the system analysis, emphasis was given to the solar irradiation conditions and the corresponding resultant voltage and current levels in the components, factors that impact the VA ratings for the specification of the circuit devices.Esta dissertação trata do desenvolvimento de um sistema eletrônico de conversão de energia solar fotovoltaica para tensão alternada trifásica no padrão da rede elétrica em 60 Hz. O sistema consiste de dois conversores CC-CC, barramento de tensão CC com tensão fixa regulada, e inversor trifásico de saída baseado na topologia multinível MLC2. Um dos conver-sores CC-CC é do tipo Boost Interleaved Cinco Níveis e é utilizado para controle do ponto de rastreamento de máxima potência (MPPT), e o outro é um Buck-Boost simples que serve para controlar o fluxo de energia de modo que a tensão do barramento CC seja fixa e regulada. O inversor multinível MLC2 é uma topologia de cinco níveis que se baseia em ramos de chaves do tipo grampeado a diodos em três níveis (Neutral Point Clamped - NPC) requerendo bar-ramento CC com quatro capacitores. No processo de desenvolvimento da topologia Boost Interleaved Cinco Níveis proposta, foram inicialmente estudadas possibilidades de topologias que se adequassem e formassem um barramento CC com múltiplas tensões (quatro capacitores) equalizadas. Foram implementados dois algoritmos de MPPT em linguagem C: método Perturbar e Observar (P&O), e o método Beta. Foram realizadas simulações com o PSIM de modo a avaliar o desempenho do sistema de conversão de energia com cada método MPPT sob diferentes técnicas de chaveamento: PWM, Relé (on-off) e interleaved. Na análise reali-zada, foi dada ênfase à variabilidade da irradiação solar e aos correspondentes níveis de ten-são e corrente nos componentes, fatores esses que impactam os valores nominais de tensão e corrente para a especificação dos dispositivos de circuito.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:41Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo de Britto Florencio.pdf: 8159240 bytes, checksum: a54624ecc5b63493cf3056d39d3a5976 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo de Britto Florencio.pdf: 8159240 bytes, checksum: a54624ecc5b63493cf3056d39d3a5976 (MD5) Previous issue date: 2016-09-27application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaElectronic EngineeringConversion in direct energyPhotovoltaic solar energyBoost MultilevelInterleaved BoostNPPNPCConstant and regulated DC link voltagePWMMPPTMLC2Engenharia eletrônicaConversão em energia diretaEnergia solar fotovoltaicaBoost MultinívelInterleaved BoostNPPNPCLink-CC equilibrado e constanteModulação PWMMPPTMLC2CNPQ::ENGENHARIASConversor CC-CC boost interleaved cinco níveis com fonte solar fotovoltaica aplicada a inversor multinível MLC2DC-DC five-level interleaved boost converter with solar photovoltaic modules for MLC2 multilevel inverterinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALRodrigo de Britto Florencio.pdfapplication/pdf8159240http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11861/1/Rodrigo+de+Britto+Florencio.pdfa54624ecc5b63493cf3056d39d3a5976MD511/118612024-02-27 15:16:52.843oai:www.bdtd.uerj.br:1/11861Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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